1、直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料GaN是目前發(fā)展高溫、高頻、大功率電子器件的最重要材料之一,深受?chē)?guó)際上的關(guān)注。因此,GaN材料的研究已成為當(dāng)前半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的前沿領(lǐng)域和熱點(diǎn)。本文采用簡(jiǎn)單的化學(xué)氣相沉積法,系統(tǒng)地研究了平直、Z形和鋸齒狀GaN納米線、GaN納米管以及GaN薄膜的制備,及其生長(zhǎng)機(jī)理。同時(shí)開(kāi)創(chuàng)性地采用水熱氨化兩步法制備出了GaN納米片狀結(jié)構(gòu)及由棒狀物類(lèi)陣列排列組成的GaN薄膜,并對(duì)它們的形貌、結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)及生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主

2、要結(jié)果如下:
　　 1、利用FESEM、XRD、TEM和PL對(duì)平直、Z形和鋸齒狀GaN納米線、GaN納米管及GaN薄膜的形貌、成分、晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進(jìn)行了研究,得出:(1)平直納米線直徑在20-90nm范圍內(nèi),長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十個(gè)微米,整根GaN納米線為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),其生長(zhǎng)過(guò)程始終沿著(100)面。其初始生長(zhǎng)機(jī)理主要以VLS,當(dāng)金顆粒被包裹在納米線內(nèi)部后其生長(zhǎng)機(jī)理轉(zhuǎn)變?yōu)閂S;納米線的本征發(fā)光峰出現(xiàn)微小的藍(lán)移,并有雜質(zhì)峰的出現(xiàn);(2)

3、在制備平直納米線實(shí)驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上通過(guò)在反應(yīng)物中加入一定量的氧化鋅,由于Zn元素的摻雜使產(chǎn)物變?yōu)閆形GaN納米線,它是由沿著軸向?yàn)閇0112]和[0112]方向的A和B兩部分交替組成,同樣屬于VLS生長(zhǎng)機(jī)制。由于Zn元素的摻入,其XRD峰向左平移了0.1。,420nm處出現(xiàn)了較強(qiáng)的發(fā)光峰;(3)通過(guò)改變升溫速率,反應(yīng)物的飽和蒸汽壓發(fā)生變化,產(chǎn)物由Z形轉(zhuǎn)變成鋸齒狀。鋸齒狀納米線同樣遵循的是VLS生長(zhǎng)機(jī)制,它是由棱為<2113>晶向族組成的十

4、二面體貫穿在一起形成的;(4)以Ag納米線為模板,經(jīng)化學(xué)氣相沉積及酸腐蝕后,得到長(zhǎng)度與Ag納米線相當(dāng)GaN微納米管,Ag摻入部分GaN使其能帶轉(zhuǎn)變?yōu)?.89 eV,由于Ag納米線的局域表面等離子體的耦合作用,從而加強(qiáng)Ag摻雜GaN的發(fā)光峰;(5)得到了CVD法在Si沉底上制備GaN薄膜的最佳參數(shù)為:反應(yīng)溫度為950℃,氨氣流量為30sccm,反應(yīng)時(shí)間30min。
　　 2.以水為溶劑,硝酸鎵為鎵源,水熱法合成GaOOH納米片狀粉