GaN納米線可控摻雜與表面功能化研究.pdf

1、氮化鎵屬于寬帶隙半導(dǎo)體材料，也是第三代半導(dǎo)體材料的代表，具有高載流子遷移率、良好的熱傳導(dǎo)性、生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點，廣泛應(yīng)用于高頻、大功率和高溫器件中。隨著電子器件微納化和自下向上制備技術(shù)的發(fā)展，不同形貌的氮化鎵納米結(jié)構(gòu)相繼被制備出來，一維納米線尺寸更小和比表面積更大，從而使納米線具有量子尺寸效應(yīng)。
　　氮化鎵材料中存在大量的氮空位等缺陷，降低了材料的晶體質(zhì)量。利用分子束外延和金屬有機氣相沉積可以獲得摻雜的氮化鎵，但設(shè)備昂貴

2、，工藝復(fù)雜，實驗成本高。利用水平管式爐生長納米線具有工藝簡單、易操作和成本低的優(yōu)點。Zn原子與Ga原子的半徑十分接近，不會引起氮化鎵晶體結(jié)構(gòu)的變形，因此本論文使用水平管式爐制備摻Zn氮化鎵納米線。氮化鎵薄膜通常被用于發(fā)光器件研究，而氮化鎵納米線具有的壓電效應(yīng)和大的比表面積，使其成為制作離子探測的理想材料，但在這方面的研究卻很少，論文還使用制備的氮化鎵納米線進行銀離子探測的應(yīng)用研究。主要的研究內(nèi)容有:
　　(1)調(diào)節(jié)實驗中的氨氣流量

3、、生長溫度和襯底的位置，研究不同實驗條件下得到的氮化鎵納米線的形貌和微觀結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)反應(yīng)腔內(nèi)的Ga/N是影響納米線形貌的主要因素，當在富N的條件下，納米線表現(xiàn)出粗糙表面和彎曲的形貌;而富Ga條件下，得到納米線具有光滑平直的形貌。
　　(2)未使用金屬催化劑輔助情況下，在石墨表面直接生長出表面呈波紋狀氮化鎵納米棒，分析認為不同極性(10(1)1)和(10(1)(1))晶面交替生長是形成波紋狀的原因，并給出納米棒的生長模型。