氮化鎵/硅納米孔柱陣列結(jié)構(gòu)的制備及其光/氣體探測性能研究
發(fā)布時間:2022-01-11 04:57
半導體技術(shù)的不斷發(fā)展引領了人們的信息化進程,以III-V族GaN材料為代表的第三代半導體因其優(yōu)異的光電特性催生了人們的研究熱潮,并在大功率、高溫、高頻、高速和光電集成等方面已展現(xiàn)出應用優(yōu)勢。因此,進一步研究和發(fā)展GaN材料在電子、光電子等領域的應用被認為是占領光電信息領域的戰(zhàn)略制高點,也是第三代半導體材料與器件研究的關鍵。傳統(tǒng)GaN基電學器件的制備均是基于絕緣的Al2O3襯底,相比之下,Si基GaN電學器件在實現(xiàn)器件集成方面更具優(yōu)勢。然而,Si與GaN材料之間較大的晶格失配和熱失配嚴重限制了器件性能的提升。硅納米孔柱陣列(Silicon Nanoporous Pillar Array,Si-NPA)是一種具有特殊形貌結(jié)構(gòu)的多孔硅,在微/納米尺度上具有三重層次的結(jié)構(gòu)特征,其特殊的形貌結(jié)構(gòu)及物理化學特性使得其成為制備硅基功能性納米復合體系的理想襯底。本文中,我們以Si-NPA為功能性襯底,采用化學氣相沉積技術(shù)(CVD)制備GaN/Si-NPA納米異質(zhì)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)調(diào)查了生長參數(shù)對GaN/Si-NPA形貌、結(jié)構(gòu)和光學特征的影響,研究了GaN/Si-NP...
【文章來源】:鄭州大學河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
ZnO納米顆;状紓鞲衅
圖 1.2 所示。在該工作中,La0.8Pb0.2FeO3粉體材料以聚乙烯醇為原膠凝膠方法制備,然后經(jīng)過快速燒結(jié)氧化,壓片成圓盤狀,在 940 min 獲得。然后,采用四探針法測試了其電阻率等電學參數(shù),發(fā)現(xiàn)鈦礦結(jié)構(gòu),空間群為 Pnma,平均晶粒尺寸為 250 nm,有效多孔率為b0.2FeO3樣品展現(xiàn)了 p 型半導體性質(zhì),在溫度范圍 100-380°C 測試范好的甲醇氣敏探測特性與良好的選擇性。在 230°C 最佳測試溫度400 ppm 濃度的甲醇氣體響應值為 146.6。
圖 1.4 In2O3-SnO2復合納米纖維甲醇傳感器掃描電子顯微鏡結(jié)果顯示 In2O3-SnO2復合納米纖維的直徑大約為 6分布較為均勻,形貌較為規(guī)則。實驗發(fā)現(xiàn),In2O3-SnO2復合納米纖維體具有良好的選擇性,隨著目標氣體濃度的增加,其響應度之間變大 ppm 甲醇氣體濃度下響應值達到 130。但是,該器件的響應和恢復速度,均超過了 20 s。典型的實驗結(jié)果如圖 1.4 所示。 紫外光探測器簡介.1 紫外光探測器的概述地球上的光源來自太陽,太陽光為地球上的動植物生存提供所需的能太陽光對地球表面的生物圈有著重要影響。在太陽光譜中,紫外光約占例雖然只有很小,但是它對地表生物有著很大的影響。紫外光的存在
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬–半導體–金屬結(jié)構(gòu)非極性α-AlGaN深紫外探測器的制備[J]. 賈輝,徐建飛,石璐珊,梁征,張瀅. 硅酸鹽學報. 2018(09)
[2]國外GaN功率器件襯底材料和外延技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀[J]. 付興中,趙金霞,崔玉興,付興昌. 半導體技術(shù). 2015(12)
[3]Ag作催化劑制備的GaN的形貌及其性能[J]. 朱琳,余春燕,梁建,馬淑芳,邵桂雪,許并社. 無機化學學報. 2013(01)
[4]半導體光電信息功能材料的研究進展[J]. 王占國. 新材料產(chǎn)業(yè). 2009(01)
[5]藍寶石襯底上HVPE-GaN表面形貌研究[J]. 徐永寬,程紅娟,楊巍,于祥潞,賴占平,嚴如岳. 半導體技術(shù). 2008(11)
[6]MOCVD側(cè)向外延GaN的結(jié)構(gòu)特性[J]. 方慧智,陸敏,陳志忠,陸羽,胡曉東,楊志堅,張國義. 發(fā)光學報. 2005(06)
[7]MOCVD生長的GaN單晶膜的藍帶發(fā)光研究[J]. 李述體,王立,辛勇,彭學新,熊傳兵,姚冬敏,江風益. 發(fā)光學報. 2000(01)
[8]掃描電鏡分析的基本原理[J]. 金嘉陵. 上海鋼研. 1978(01)
博士論文
[1]ⅢA族元素摻雜的硫化鎘/Si納米孔柱陣列的制備與光電特性研究[D]. 閆玲玲.鄭州大學 2015
[2]氮化鎵/硅納米孔柱陣列異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面調(diào)控及其電致發(fā)光特性研究[D]. 王小波.鄭州大學 2015
[3]硫化鎘/硅多界面納米異質(zhì)結(jié)光電特性研究[D]. 李勇.鄭州大學 2014
本文編號:3582135
【文章來源】:鄭州大學河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
ZnO納米顆;状紓鞲衅
圖 1.2 所示。在該工作中,La0.8Pb0.2FeO3粉體材料以聚乙烯醇為原膠凝膠方法制備,然后經(jīng)過快速燒結(jié)氧化,壓片成圓盤狀,在 940 min 獲得。然后,采用四探針法測試了其電阻率等電學參數(shù),發(fā)現(xiàn)鈦礦結(jié)構(gòu),空間群為 Pnma,平均晶粒尺寸為 250 nm,有效多孔率為b0.2FeO3樣品展現(xiàn)了 p 型半導體性質(zhì),在溫度范圍 100-380°C 測試范好的甲醇氣敏探測特性與良好的選擇性。在 230°C 最佳測試溫度400 ppm 濃度的甲醇氣體響應值為 146.6。
圖 1.4 In2O3-SnO2復合納米纖維甲醇傳感器掃描電子顯微鏡結(jié)果顯示 In2O3-SnO2復合納米纖維的直徑大約為 6分布較為均勻,形貌較為規(guī)則。實驗發(fā)現(xiàn),In2O3-SnO2復合納米纖維體具有良好的選擇性,隨著目標氣體濃度的增加,其響應度之間變大 ppm 甲醇氣體濃度下響應值達到 130。但是,該器件的響應和恢復速度,均超過了 20 s。典型的實驗結(jié)果如圖 1.4 所示。 紫外光探測器簡介.1 紫外光探測器的概述地球上的光源來自太陽,太陽光為地球上的動植物生存提供所需的能太陽光對地球表面的生物圈有著重要影響。在太陽光譜中,紫外光約占例雖然只有很小,但是它對地表生物有著很大的影響。紫外光的存在
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬–半導體–金屬結(jié)構(gòu)非極性α-AlGaN深紫外探測器的制備[J]. 賈輝,徐建飛,石璐珊,梁征,張瀅. 硅酸鹽學報. 2018(09)
[2]國外GaN功率器件襯底材料和外延技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀[J]. 付興中,趙金霞,崔玉興,付興昌. 半導體技術(shù). 2015(12)
[3]Ag作催化劑制備的GaN的形貌及其性能[J]. 朱琳,余春燕,梁建,馬淑芳,邵桂雪,許并社. 無機化學學報. 2013(01)
[4]半導體光電信息功能材料的研究進展[J]. 王占國. 新材料產(chǎn)業(yè). 2009(01)
[5]藍寶石襯底上HVPE-GaN表面形貌研究[J]. 徐永寬,程紅娟,楊巍,于祥潞,賴占平,嚴如岳. 半導體技術(shù). 2008(11)
[6]MOCVD側(cè)向外延GaN的結(jié)構(gòu)特性[J]. 方慧智,陸敏,陳志忠,陸羽,胡曉東,楊志堅,張國義. 發(fā)光學報. 2005(06)
[7]MOCVD生長的GaN單晶膜的藍帶發(fā)光研究[J]. 李述體,王立,辛勇,彭學新,熊傳兵,姚冬敏,江風益. 發(fā)光學報. 2000(01)
[8]掃描電鏡分析的基本原理[J]. 金嘉陵. 上海鋼研. 1978(01)
博士論文
[1]ⅢA族元素摻雜的硫化鎘/Si納米孔柱陣列的制備與光電特性研究[D]. 閆玲玲.鄭州大學 2015
[2]氮化鎵/硅納米孔柱陣列異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面調(diào)控及其電致發(fā)光特性研究[D]. 王小波.鄭州大學 2015
[3]硫化鎘/硅多界面納米異質(zhì)結(jié)光電特性研究[D]. 李勇.鄭州大學 2014
本文編號:3582135
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