III族氮化物表現(xiàn)出很強的自發(fā)極化與壓電極化效應(yīng),在它們的異質(zhì)結(jié)界面處極化誘導(dǎo)二維電子氣形成。二維電子氣的濃度受到表面的電位的強烈影響,正因為它具有很高的柵極電荷靈敏度,所以基于AlGaN/GaN的高電子遷移率晶體管(HEMT)在作為生物傳感器方面極具前景。通過對AlGaN/GaN表面改性可以很好地提高傳感器柵極區(qū)域的生物相容性,進而提高生物傳感器的性能。而親水性表面的獲得對于傳感器柵區(qū)的生物相容性的提高至關(guān)重要。羥基可以提高傳感器表面的親水性,本文主要針對AlGaN/GaN HEMT柵區(qū)表面羥基的修飾、表征,以及通過第一性原理計算的方法對傳感器表面羥基的吸附特性,表面羥基的覆蓋度等進行了詳細地研究。本文選取纖鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN(0001)表面作為研究對象進行研究,主要研究內(nèi)容如下:首先,針對不同溫度與時間條件下食人魚溶液對GaN(0001)表面羥基化進行了對比實驗,從水滴的靜態(tài)接觸角和原子力顯微鏡表面形貌圖來進行分析,試圖找到使表面羥基化效果最好的處理溫度與時間,為生物傳感器制作過程中表面羥基化地處理提供成熟的工藝條件。隨后,我們通過對比實驗深入研究了食人魚溶液對GaN(0001)表面...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)材料概述
    1.2 生物傳感器概述
        1.2.1 生物傳感器原理及分類
        1.2.2 基于半導(dǎo)體材料的生物傳感器
        1.2.3 AlGaN/GaN生物傳感器
    1.3 本課題的設(shè)想和研究內(nèi)容
2 理論計算和實驗方法
    2.1 密度泛函理論
    2.2 能帶的計算方法
        2.2.1 平面波法
        2.2.2 緊束縛近似法
        2.2.3 正交化平面波法
        2.2.4 贗勢法
    2.3 本論文涉及的計算軟件及計算方法
    2.4 接觸角測試原理及方法
    2.5 原子力顯微鏡
    2.6 X射線光電子能譜
3 GaN表面的羥基化處理
    3.1 引言
    3.2 GaN表面羥基化的處理
        3.2.1 不同條件下通過SPM溶液對Ga N樣片進行前期處理
        3.2.2 GaN樣品表面羥基化的XPS研究
        3.2.3 Ga N表面親水性與表面能的關(guān)系
    3.3 本章小結(jié)
4 GaN表面的羥基吸附的密度泛函理論計算與分析
    4.1 引言
    4.2 計算方法
        4.2.1 GaN體材料的模型結(jié)構(gòu)
        4.2.2 GaN(0001)表面的模型結(jié)構(gòu)
        4.2.3 GaN(0001)表面羥基吸附模型
        4.2.4 羥基在GaN(0001)表面吸附的覆蓋率依賴性
        4.2.5 不同覆蓋率的羥基吸附在GaN(0001)表面的相圖研究
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3819535