GaN纳米棒的制备及机理研究

本文分别用三甲基镓和高纯蓝氨作为Ga源和N源,Ni(NO3)2作为催化剂,在Si(111)衬底上制得针尖状GaN纳米棒.测试结果表明制备的GaN纳米棒是沿<100>方向生长的纯六方相结构.通过对生长过程的分析,我们认为GaN纳米棒的生长过程不仅受到VLS机制的控制,而是多种生长方式共同作用的结果.在反应的初期,GaN纳米棒的生长遵从VLS机制;但是随着GaN纳米棒轴向和径向的生长,GaN纳米结构中纳米棒端部的Ni催化剂纳米球会被"挤"出顶部,在较大的气流流速下被吹落至衬底上,失去催化剂诱导作用的纳米棒随后自行外延生长;而吹落至衬底上的Ni催化剂纳米球成为第二次生长有利的形核位置,且再次生长出粗短的纳米棒.因此不同生长机制得到的GaN纳米棒交织在一起,形成了最终的GaN纳米结构.     

磁控溅射与氨化法催化合成GaN纳米棒

使用一种新奇的稀土元素作为GaN纳米棒生长的催化剂,通过氨化溅射在Si(111)衬底上的Ga2O3/Tb薄膜成功合成了大规模的GaN纳米棒.采用扫描电子显微镜,X射线衍射,透射电子显微镜,高分辨透射电子显微镜和傅立叶红外吸收光谱来检测样品的形态,结构和成分.研究结果表明,合成的样品为六方纤锌矿结构的单晶GaN纳米棒.最后讨论了GaN纳米棒的生长机理.     

微波水热及氨化法制备GaN纳米棒

以Ga2O3为原料,用微波水热法和高温氨化两步法合成GaN纳米棒。采用XRD及SEM对其结晶形貌进行表征。研究得出,GaN纳米粉呈长径比约为5:1的棒状,该纳米棒是由沿(002)方向高度取向一致的GaN晶粒结晶而成。XRD分析显示,GaN纳米棒为六方纤锌矿结构且结晶良好。光致发光(PL)分析显示,合成纳米棒在367nm处存在GaN本征发光峰。中心位于468nm、493nm及534nm附近出现了宽而弱的发射带,这有助于GaN在光电领域的应用。     

网络状氮化硼纳米棒的生长研究

利用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition,PECVD)法在单晶硅片上生长了氮化硼(BN)材料.扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)图,能量分散谱(Energy Dispersive Spectrum,EDS)和傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)表明,在一定的生长条件下BN薄膜呈现由纳米棒搭构而成的网络状结构.纳米棒的直径在几十到几百纳米范围,长度为微米量级.对这种特殊形貌的生长机理进行了探讨.     

氨化温度对氨化Ga2O3/Al膜制备GaN纳米结构材料的影响

采用磁控溅射的方法在Si(111)衬底上溅射沉积了Ga2O3/Al膜,并通过氨化的方法在Si(111)衬底上获得了GaN纳米结构材料,研究了不同的氨化温度对生成GaN纳米结构材料的影响.对样品进行了傅立叶红外吸收(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及高分辨电镜(HRTEM)测试,分析了不同温度对GaN样品的结构、组分和形貌等特性的影响.结果表明,用该方法在950℃的氨化温度下得到了大量的六方GaN纳米棒.     

化学气相沉积法制备GaN纳米线和纳米棒

采用浸渍法在未抛光的硅衬底上涂抹一层NiCl2薄膜,通过化学气相沉积法(CVD)制备出高质量的GaN纳米线和纳米棒.X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)的分析结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米线.通过扫描电镜(SEM)观察发现纳米线的形貌,纳米线的直径在50～200nm之间,纳米棒的直径在200～800nm之间.     

GaN纳米棒的合成与表征

利用化学气相沉淀法（CVD）以Ga2O3和NH3为原料在沉积有乙酸镍的硅衬底上合成出了GaN纳米棒,纳米棒直径在50-200nm，长度在2-10μm，表面比较光滑,利用场发射扫描电镜（FESEM），X射线衍射仪（XRD），能量散射谱（EDS）对样品进行了成分和结构分析，表明GaN纳米棒是单晶的纤锌矿结构，同时对其生长机理进行了探讨。     

Si基Au催化合成镁掺杂GaN纳米线

通过一种新奇的方法在硅衬底上成功地合成了掺杂镁的氮化镓纳米线,用金属镁粉末作为掺杂源,然后在900℃时于流动的氨气中进行氨化Ga2P3薄膜制备GaN纳米线.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和能量弥散X射线谱(EDX)的分析结果表明,采用此方法得到的GaN纳米线为六方纤锌矿结构,纳米线的直径大约在60～100nm之间,纳米线的长约十几个微米.EDX分析表明纳米线掺杂了镁.室温下以325nm波长的光激发样品表面,发现由于镬的掺杂使GaN的发光峰有较大的蓝移.最后,简单讨论了GaN纳米线的生长机制.     

控制O2流量生长结状 ZnO微纳米棒及其特性研究

采用热蒸发法以锌粉和二水醋酸锌作为源材料在Si（111）衬底上制备了高密度的ZnO微纳米棒，制得的每根ZnO棒明显分为直径不同的四段．利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱和光致发光谱等测试手段对制备的样品进行了形貌、结构和光学性能的分析，结果表明制备的ZnO棒晶体质量良好，仅存在很少量的缺陷.通过讨论该结构的生长机理，发现O2分压对制备的ZnO微纳米棒的形貌有显著的影响，调节O2流量可控制ZnO纳米结构的形貌．     

ZnO纳米团簇与CdSe纳米棒复合膜的光电化学性能研究

用水热法合成了粒径均匀、分散良好的花状ZnO纳米团簇和CdSe纳米棒.讨论了ITO/ZnO/CdSe复合膜电极光电性能的影响因素,对比研究了ITO/ZnO纳米团簇及ITO/CdSe纳米棒膜电极的光电化学性能,实验表明:复合膜电极拓展了在长波方向的光吸收,提高了光电转换效率;当ZnO与CdSe复合摩尔比为1∶3时,ITO/ZnO/CdSe纳米复合膜电极在本实验中得到最高光电转换效率(IPCE)25.27%,远远高于单一ITO/ZnO花状纳米团簇膜电极和ITO/CdSe纳米棒膜电极.     

氨化Si基Ga2O3/V薄膜制备GaN纳米线

为了制备高质量的GaN纳米结构,采用磁控溅射技术先在硅衬底上制备Ga2O3/V薄膜,然后在流动的氨气中进行氨化反应,成功制备出GaN纳米线.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行分析.研究结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN纳米线,且900℃时制备的纳米线质量最好,直径在60nm左右,长度达到十几微米.     

氨化Ga2O3/Nb薄膜制备GaN纳米线

采用射频磁控溅射技术先在硅衬底上制备Ga2O3/ Nb薄膜,然后在900℃时于流动的氨气中进行氨化制备GaN纳米线.用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)详细分析了GaN纳米线的结构和形貌.结果表明:采用此方法得到的GaN纳米线为六方纤锌矿结构,其纳米线的直径大约在50～100nm之间,纳米线的长约几个微米.室温下以325nm波长的光激发样品表面,只显示出一个位于364.4nm的很强的紫外发光峰.最后,简单讨论了GaN纳米线的生长机制.     

Mg2Si薄膜的磁控溅射制备及表征

采用直流磁控溅射的方法在Si(100)衬底上制备了Mg2Si外延半导体薄膜。通过XRD和FESEM对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征,分析了溅射功率对Mg2Si薄膜制备的影响,得到了Mg2Si薄膜在不同溅射功率下的外延生长特性。结果表明,在Si(100)衬底上,Mg2Si薄膜具有(220)的择优生长特性,并且在50~80W的溅射功率范围内,随着溅射功率的增加,Mg2Si外延薄膜的衍射峰强度逐渐增强。     

氨化Si基Ga2O3/In制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In 膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM),透射电镜(TEM)对样品进行结构,形貌的分析.测试结果表明:用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好.     

氨化Si基Ga2O3/In2O3制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In2O3 膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射 (XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行结构、形貌的分析.测试结果表明,用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好.     

氨化温度对氨化Si基Ga2O3/Cr膜制备GaN纳米结构的影响

采用磁控溅射的方法在Si(111)衬底上溅射沉积Ga2O3/Cr膜,并通过氨化的方法在Si(111)衬底上成功合成了六方纤锌矿GaN纳米结构材料,研究了不同的氨化温度对合成GaN纳米材料的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、傅里叶红外吸收(FTIR)光谱来检测样品的形态,结构和成分,并且讨论了GaN纳米结构的生长机理.研究结果表明,在Cr催化合成GaN纳米结构的过程中,氨化温度对其有重要影响,最佳温度是950℃.     

Synthesis and optical properties of single-crystalline GaN nanorods

Single-crystalline GaN nanorods were successfully synthesized on Si(1 1 1) substrates through ammoniating Ga₂O₃/Mo films deposited on the Si(1 1 1) substrate by radio frequency magnetron sputtering technique. The as-synthesized nanorods are confirmed as single-crystalline GaN with wurtzite structure by X-ray diffraction (XRD), selected-area electron diffraction (SAED) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Scanning electron microscopy (SEM) displays that the GaN nanorods are straight and smooth with diameters in the range of 100-200 nm and lengths typically up to several micrometers. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirms the formation of bonding between Ga and N. The representative photoluminescence spectrum at room temperature exhibits a strong and broad emission band centered at 371.1 nm, attributed to GaN band-edge emission. The growth process of GaN nanorod may be dominated by vapor-solid (VS) mechanism.     

直流磁控溅射法制备金钆多层膜

本文介绍了直流磁控溅射方法制备Au／Gd多层膜，探索了多层膜的制备工艺参数，利用X射线衍射表征了多层膜的界面结构及混和膜的晶型结构，原子力显微镜观察了膜的表面形貌和粗糙度。成功地制备了膜层厚度控制精确、界面清晰和表面光洁的Au／Gd多层膜。