不同表面形貌GaN納米線的制備及其場發(fā)射特性研究.pdf

1、GaN納米材料具有帶隙寬、力學(xué)強度好、熱導(dǎo)率高、物理和化學(xué)穩(wěn)定性好、載流子遷移率高等優(yōu)點，成為新一代化合物半導(dǎo)體材料的研究熱點，可以廣泛應(yīng)用于藍綠光二極管(LED)、激光二極管(LD)、紫外探測器和大功率器件;同時，GaN具有電子親和勢小的特性，GaN納米線同時還具有長徑比大的性質(zhì)，是一種優(yōu)異的場發(fā)射陰極備選材料。
　　本論文研究了CVD法制備GaN納米線的工藝條件，研究了氨化時間和氨氣流量對納米線生長形貌的影響。在氨氣流量250

2、sccm、生長時間15min條件下制備了繩型GaN納米線;在氨氣流量400sccm、生長時間15min條件下制備了GaN直納米線。對2種不同形貌GaN納米線進行了XRD、SEM、TEM測試。XRD結(jié)果表明，生成物為GaN六方鉛鋅礦結(jié)構(gòu)，SEM結(jié)果表明，生成的納米線直徑為50納米左右，長度達數(shù)微米，TEM結(jié)果表明，兩種GaN納米線均為單晶，繩型GaN納米線沿(001)方向生長，直納米線沿(101)方向生長。
　　本論文用密度泛函理論

3、計算了GaN納米線的功函數(shù)。構(gòu)建了截面為三角狀的不同直徑的GaN納米線模型，用VASP計算了GaN納米線的功函數(shù)，結(jié)果表明，不同直徑的GaN納米線，其功函數(shù)基本不變，為4.2eV，與塊體GaN材料功函數(shù)的理論值4.1eV接近。對GaN納米線進行場發(fā)射性能測試，結(jié)果表明，在電流發(fā)射密度為100μA/cm2時，繩型納米線的開啟電場為6.8V/μm，直納米線的開啟電場為8.4V/μm，它們的場發(fā)射性能比一般納米線和其他文獻報道的GaN納米線的