本文關(guān)鍵詞： Ⅲ族氮化物 納米線(xiàn) 石墨烯　出處：《南京大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：Ⅲ族氮化物屬于直接帶隙半導(dǎo)體,具有高電子遷移率、熱導(dǎo)率和高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在光學(xué)器件、高頻器件以及大功率器件等方面。隨著科技的進(jìn)步,人們對(duì)Ⅲ族氮化物材料有了更高的要求。不斷改善和提高材料的光電性能已成為材料研究的重要方向。由于納米線(xiàn)的比表面積較體材料更具有優(yōu)勢(shì),理論上納米線(xiàn)的外量子效率比體材料的外量子效率大,進(jìn)而能夠提高材料的光電性能。Ⅲ族氮化物納米線(xiàn)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。石墨烯是一種新型的二維材料,它是由碳原子組成的六角點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),具有較高的電子遷移率和熱導(dǎo)率。由于石墨烯結(jié)構(gòu)與Ⅲ族氮化物的結(jié)構(gòu)相似,可以將石墨烯作為插層覆蓋在襯底表面生長(zhǎng)Ⅲ族氮化物納米線(xiàn)。另外,由于石墨烯層與襯底之間范德瓦爾斯力作用較弱,石墨烯層可以被方便移植到柔性襯底上,為制作柔性3D LED提供材料基礎(chǔ)。本文主要研究了襯底、生長(zhǎng)溫度、NH3流量、生長(zhǎng)時(shí)間、催化劑、石墨烯插層以及緩沖層等因素對(duì)GaN和InN納米線(xiàn)生長(zhǎng)的影響。研究的主要內(nèi)容如下:1、研究了金屬鎵升華法生長(zhǎng)GaN納米線(xiàn)的生長(zhǎng)條件、形貌和物理特性。1)研究了在不同襯底上生長(zhǎng)的GaN納米線(xiàn)的形貌。研究發(fā)現(xiàn),GaN/藍(lán)寶石模板襯底較藍(lán)寶石襯底更容易生長(zhǎng)出GaN納米線(xiàn),且GaN/藍(lán)寶石襯底表面獲得的納米線(xiàn)粗細(xì)均勻、密度大且光滑。2)研究了在不同生長(zhǎng)溫度、NH3流量以及生長(zhǎng)時(shí)間條件下生長(zhǎng)的GaN納米線(xiàn)的形貌,在1100℃,NH3流量200sccm以及生長(zhǎng)時(shí)間5min的條件下最有利于GaN納米線(xiàn)的生長(zhǎng),獲得了密度大且光滑的GaN納米線(xiàn)。3)研究了在石墨烯插層、催化劑以及緩沖層上生長(zhǎng)的GaN納米線(xiàn)的形貌。石墨烯和催化劑都能夠?yàn)镚aN納米線(xiàn)生長(zhǎng)提供成核。在合適的生長(zhǎng)條件下,單獨(dú)有石墨烯或者催化劑的襯底表面能夠生長(zhǎng)出GaN納米線(xiàn),既沒(méi)有石墨烯也沒(méi)有催化劑的襯底表面不能生長(zhǎng)出GaN納米線(xiàn),既有石墨烯也有催化劑的襯底表面能夠生長(zhǎng)出光滑的GaN納米線(xiàn)。石墨烯、催化劑以及緩沖層的共同作用有利于生長(zhǎng)出GaN納米柱有序陣列。2、研究了在不同溫度和Ni作為催化劑(不同濃度Ni(NO3)2溶液)的條件下生長(zhǎng)的GaN納米線(xiàn)的光學(xué)性質(zhì)、應(yīng)力情況以及晶體質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn),由于納米線(xiàn)具有較大的表面態(tài)密度,所以納米線(xiàn)PL譜中的發(fā)光峰峰位發(fā)生了紅移。石墨烯能夠消除襯底和外延層之間的應(yīng)力,在石墨烯和催化劑的共同作用下生長(zhǎng)出無(wú)應(yīng)力單晶GaN納米線(xiàn)。3、研究了在催化劑和石墨烯插層上生長(zhǎng)InN納米線(xiàn)的形貌和物理性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),在沒(méi)有催化劑的襯底表面不能夠生長(zhǎng)出InN納米線(xiàn)。用拉曼譜研究了在催化劑和石墨烯插層上生長(zhǎng)的單晶InN納米線(xiàn)的應(yīng)力,石墨烯能夠消除襯底和外延層之間的應(yīng)力,石墨烯和催化劑的共同作用可以生長(zhǎng)出無(wú)應(yīng)力的InN納米線(xiàn)。
[Abstract]:Group 鈪，

本文編號(hào)：1462806