【摘要】：本研究利用化學汽相沉積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)在藍寶石襯底表面生長氧化鎵納米結(jié)構(gòu)。我們預先通過磁控濺射系統(tǒng)在襯底表面鍍上一層Au膜(～10 nm)作為催化劑,反應所需的氧來源于氬氣和氧氣的混合氣體,反應室原本殘余氧氣和氧化鎵裂解產(chǎn)生的氧,氧化鎵粉末和碳粉末作為碳熱還原反應源(特定實驗會加入金屬鎵)為反應提供鎵源。用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察分析其在襯底表面沉積形貌,用X射線衍射儀(XRD)分析表征其晶體結(jié)構(gòu),并用透射電子顯微鏡(TEM)分析氧化鎵納米結(jié)構(gòu)的生長方向和與襯底外延關(guān)系。研究了不同實驗條件如金催化劑、反應壓力、氣體流量、反應溫度等對氧化鎵納米結(jié)構(gòu)在藍寶石襯底上生長的影響。發(fā)現(xiàn)當生長溫度控制970℃、金催化劑厚約10 nm、反應壓力控制在100Torr、反應氣體流量控制50 sccm時,能夠在襯底表面獲得較均一的納米線和納米旗狀氧化鎵;通過改變生長氛圍中鎵氧相對含量,實現(xiàn)了納米線、納米旗和納米片不同形貌結(jié)構(gòu)的氧化鎵生長控制;實驗通過對金催化劑的控制還得到了長度在20 μm左右水平有方向性生長的氧化鎵納米線;同時,還得到了水平轉(zhuǎn)斜向上生長的氧化鎵納米線,并分析了氧化鎵納米線與襯底的外延關(guān)系及納米線由水平生長轉(zhuǎn)向斜向上生長的機理。
【圖文】：

圖１－２藍寶石（０００１）面與氧化鎵（２0ｌ）晶格匹配示意圖。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｌａｔｔｉｃｅ邋ｍａｔｃｈｉｎｇ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓａｐｐｈｉｒｅ邋（０００１）邋ａｎｄ邋ｐ－Ｇａ２0３．逡逑１．２掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）逡逑

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本文編號：2653675