GaN納米-微米線的制備、表征及應用.pdf

1、作為第三代半導體，氮化鎵GaN以其寬的直接帶隙、高電子遷移率、高熱導率、高擊穿電場等卓越性能被廣泛研究。隨著更多光電器件的微型化發(fā)展，GaN基微納器件受到高度的重視，其中基于GaN一維結構的場效應晶體管、光泵浦激光器、邏輯運算器件、光電探測器等微納器件在國際上已陸續(xù)報道。GaN基微納器件的關鍵在于高性能 GaN微納材料的制備，一維GaN納米/微米線及其陣列的可控生長就顯得十分必要。本文采用化學氣相沉積法，合成了大量高質量不同尺寸、不同生

2、長方向的GaN納米/微米線，并且利用簡單、低成本的管式爐制備了GaN微米線陣列。隨后基于所制備的GaN納米/微米線開展了一系列的探索研究，主要結果如下：
　?。?）利用Ga或Ga2O3為Ga源，NH3做N源，通過化學氣相沉積法生長不同形貌納米/微米線，并表征其結構性能、分析其生長機制。
　　a)以Ga2O3為Ga源通過VLS過程在Si基底上生長直徑100-200nm，長約50μm的GaN納米線，通過VS過程在陶瓷舟上生長直徑

3、1～15μm，長數(shù)百微米的具有正六邊形橫截面的GaN微米線、于GaN基底上垂直生長GaN微米線陣列。
　　b)以Ga金屬為Ga源獲得直徑約500nm-1μm，長至毫米級，c軸取向生長的竹節(jié)狀GaN微米線，在高鋁耐火磚生長了直徑300nm-1μm，長數(shù)百微米具有菱形橫截面GaN微米線、在藍寶石外延生長規(guī)則納米線。
　?。?）以單根具有正六邊形橫截面的GaN微米線與GaN微米陣列分別作為光學諧振腔，研究了室溫下光泵激發(fā)性質。實現(xiàn)

4、了單根GaN微米線WGM激發(fā)，隨著線徑的增大，激光峰間距減小，獲得基于小直徑GaN的單模光泵激光器。GaN微米陣列激光屬于Fabry-Perot模式激光，激發(fā)閾值為410KW/cm2。
　　（3）首次在國際上發(fā)現(xiàn)單根GaN微米線的憶阻效應。制備了基于單根竹節(jié)狀GaN微米線多級憶阻器，提出了基于帶電缺陷在GaN竹節(jié)銜接界面的遷移實現(xiàn)高低阻切變的機理。利用GaN微米線憶阻器的延時效應實現(xiàn)波形的調制功能，且可記憶器件斷電前的電阻狀態(tài)。利