GaN納米線C還原CVD法的制備及理論研究.pdf

1、GaN是一種直接寬帶隙(3.4eV)半導(dǎo)體材料，可應(yīng)用于藍(lán)紫光二極管、激光二極管等光電器件中。近年來，一維半導(dǎo)體納米材料的合成、表征及應(yīng)用開發(fā)已成為半導(dǎo)體材料領(lǐng)域研究的熱點。本文主要包括兩部分，第一部分為GaN納米線C還原CVD法的制備，第二部分為GaN納米線的理論研究。主要的研究結(jié)果如下:
　　通過C還原CVD法制備了GaN納米線，研究了摻C量對GaN納米線生長的影響，氨氣氣體流量和生長時間對GaN納米線形貌的影響，最后對樣品的

2、場發(fā)射性能進行了測試。研究結(jié)果表明:(1)通過EDS能譜分析，發(fā)現(xiàn)摻C條件下制備的GaN納米線都是富鎵的;通過對GaN納米線的形貌分析，發(fā)現(xiàn)摻C能提高GaN納米線的長徑比。(2)氨氣氣體流量對GaN納米線的密度、均勻性有影響;隨著生長時間的增加，襯底上的納米線越來越密，納米線的結(jié)晶性越來越好。(3)樣品2在場發(fā)射電流密度為100μA/cm2時開啟電場為9.5V/μm，場發(fā)射因子為1206，具有良好的場發(fā)射性能。
　　在計算部分，通

3、過密度泛函理論研究了直徑分別為9.5(A)、15.9(A)和22.5(A)，未鈍化和H鈍化GaN納米線的電子結(jié)構(gòu)，及H鈍化對GaN納米線表面效應(yīng)的影響。結(jié)果表明:(1)未鈍化和H鈍化GaN納米線的能隙都是直接帶隙，未鈍化GaN納米線的禁帶寬度隨著直徑的增加減小，但是變化不明顯;H鈍化GaN納米線的禁帶寬度隨著直徑增大也是減小的，但是減小的幅度比未鈍化的大。(2)未鈍化GaN納米線表面N原子的2p電子主要聚集在價帶頂，表面Ga原子的4p電