本文關(guān)鍵詞：低維半導(dǎo)體納米材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)及其形成機(jī)理的研究　出處：《青島大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本論文主要對(duì)低維半導(dǎo)體納米材料(零維鍺納米晶、一維磷化銦納米線)的制備、微觀結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。利用高分辨電子顯微學(xué)技術(shù),闡明了其生長(zhǎng)機(jī)理,可為低維半導(dǎo)體納米材料的制備與應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。本碩士論文共分為四章。第一章首先對(duì)低維半導(dǎo)體納米材料的基本特性、制備方法、表征手段、應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行了綜述。第二章通過(guò)離子注入法在非晶二氧化硅薄膜制得鍺納米晶,并在高溫下(700oC-1100 oC)進(jìn)行退火處理。研究發(fā)現(xiàn),鍺納米晶的平均尺寸隨著退火溫度的升高而增加。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),在鍺納米晶內(nèi)部存在面缺陷與線缺陷,并且面缺陷與線缺陷的含量均隨退火溫度的改變而變化。當(dāng)退火溫度低于1000 oC時(shí),面缺陷含量與退火溫度無(wú)明顯關(guān)系,而當(dāng)退火溫度自1000 oC升至1100 oC時(shí),面缺陷含量急劇降低;線缺陷含量則隨著退火溫度的變化而發(fā)生顯著變化。此外,通過(guò)研究不同溫度下鍺納米晶位錯(cuò)的含量與內(nèi)部的殘余應(yīng)力的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)的形成與內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的釋放存在內(nèi)在聯(lián)系。第三章通過(guò)固相源化學(xué)氣相沉積法制備了磷化銦納米線,利用電子顯微學(xué)技術(shù)對(duì)磷化銦納米線中存在的不同角度的彎曲結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察,對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了研究。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),在所制備的磷化銦納米線中,彎曲角度主要集中在70o,90o,110o與170o。對(duì)于約70o與110o的彎曲的形成主要是由于納米線中層錯(cuò)及孿晶的出現(xiàn)所造成的;約90o的彎曲則來(lái)自于局部非晶化;約170o彎曲則主要?dú)w因于小角晶界的出現(xiàn)。第四章利用透射電子顯微鏡對(duì)磷化銦納米線中的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)所制備的磷化銦納米線具有面心立方結(jié)構(gòu)且存在孿晶缺陷,且孿晶缺陷密度隨納米線直徑的增加而增大。該現(xiàn)象主要是由于不同直徑的納米線其催化劑頭尺寸不同,導(dǎo)致催化劑中銦的過(guò)飽和程度不同。
[Abstract]:In this paper, the preparation, microstructure and growth mechanism of low-dimensional semiconductor nanomaterials (zero-dimensional germanium nanocrystals, one-dimensional indium phosphide nanowires) were studied systematically. The growth mechanism is explained, which can provide a theoretical basis for the preparation and application of low-dimensional semiconductor nanomaterials. This master thesis is divided into four chapters. The first chapter is about the basic characteristics and preparation methods of low-dimensional semiconductor nanomaterials. In chapter 2, germanium nanocrystals were prepared by ion implantation in amorphous silica thin films. The results show that the average size of germanium nanocrystals increases with the increase of annealing temperature. Transmission electron microscopy (TEM) shows that the average size of germanium nanocrystals increases with the increase of annealing temperature. Surface defects and linear defects exist in germanium nanocrystals, and the contents of surface defects and linear defects vary with the annealing temperature, when annealing temperature is less than 1000oC. The surface defect content has no obvious relationship with annealing temperature, but when annealing temperature rises from 1000 OC to 1100 OC, the surface defect content decreases sharply. The content of linear defects changed significantly with the change of annealing temperature. In addition, the relationship between the content of dislocation and the internal residual stress of germanium nanocrystalline at different temperatures was studied. It is found that the formation of dislocation is related to the release of internal stress field. In chapter 3, indium phosphide nanowires were prepared by solid-phase chemical vapor deposition. The bending structure of indium phosphide nanowires at different angles was observed by means of electron microscopy and the growth mechanism was studied. It was found that in the prepared indium phosphide nanowires. The bending angle is mainly concentrated at 70oc 90oC 110o and 170o.The bending of about 70o and 110o is mainly caused by the middle fault of nanowires and the appearance of twins. The bending of about 90 o comes from local non-crystallization. In chapter 4th, the microstructure of indium phosphide nanowires was studied by transmission electron microscopy. It is found that the prepared indium phosphide nanowires have face-centered cubic structure and twinning defects. The twin defect density increases with the increase of nanowire diameter, which is mainly due to the difference in the size of the catalyst head of the nanowires with different diameters, resulting in the different degree of supersaturation of indium in the catalyst.
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN304;TB383.1

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本文編號(hào)：1413046