氮化鋁納米線的合成與生長機(jī)理研究.pdf

1、氮化鋁(AlN)作為一種重要的Ⅲ族氮化物,是一種直接帶隙半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度為6.2eV,在藍(lán)、綠光和紫外光高頻段的光電子器件領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用潛力,受到了人們極大的關(guān)注。其極高的熱導(dǎo)率(320W·m-1·K-1)大約是Al203的10倍,非常適合于作為大功率器件、集成電路的散熱材料；其低的熱膨脹系數(shù)(4.3×10-6℃),可以很好的與硅匹配,可以廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的襯底材料；其高的機(jī)械強(qiáng)度、很高的熔點(diǎn),可以作為復(fù)合材料的添加劑和增

2、強(qiáng)劑；其極高的電阻率,可以作為高溫和大功率電子器件的封裝材料。一維AlN納米材料與AlN納米顆粒相比,具有很大的縱橫比、更完美的晶體結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的納米效應(yīng),使其在復(fù)合材料和納米器件中可以獲得廣泛應(yīng)用。目前一維AlN納米材料的制備方法有很多,但是這些方法有的需要昂貴的設(shè)備,有的制備條件苛刻(如高溫),成本很高,這限制了它的研究和應(yīng)用。因此,簡單、低成本和高質(zhì)量的制備方法仍是研究的焦點(diǎn)。
　　本文以無水氯化鋁(AICl3)和疊氮化納(N

3、aN3)為原料,采用復(fù)分解反應(yīng)法在耐高壓反應(yīng)釜中的硅(Si)襯底上生長出了AlN納米線。加熱溫度為450℃,反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。高分辨透射電子顯微(HRTEM)測試結(jié)果顯示,分散開的AlN納米線呈現(xiàn)長直型外貌,表面光滑,無分枝,粗細(xì)均勻,直徑在70納米左右,長度達(dá)到微米量級(jí)。未分散開的納米線排列有序,生長方向一致,并且與襯底幾乎垂直。選擇區(qū)域電子衍射(SAED)和X射線衍射(XRD)測試結(jié)果顯示AlN納米線為單晶,具有六方對(duì)稱性的纖鋅礦