温度对氧化镓纳米材料形貌及结构性质的影响

发布时间：2017-11-18 04:17

  本文关键词：温度对氧化镓纳米材料形貌及结构性质的影响

  更多相关文章： 热蒸发 β-Ga_2O_3 纳米线 柱状纳米结构 生长机制

【摘要】：准一维纳米材料,因其特殊的物理、化学性质在纳米器件、微型传感器和光电子器件等领域具有广泛的应用前景,已逐渐成为纳米科技的研究热点。当前国内外对准一维纳米材料的研究主要集中在两个方面,如何通过简单有效的方法成功制备一维纳米材料,其次探索准一维纳米材料的基本性能,但还都处于初步阶段。Ga_2O_3作为一种特殊的多功能半导体材料,在光学和磁学方面以及半导体领域都受到极大关注,其具有高禁带宽度,介电常数小,电子漂移饱和度高,耐高温,热稳定性好等诸多优良性能,因而成为新一代半导体纳米材料的研究热点。本文通过利用热蒸发法制备一维Ga_2O_3纳米材料。在不同反应温度下,利用该方法对Ga单质和Au覆盖的Si(1 1 1)基片在通氮气流的石英管中分别反应不同时间,制得β-Ga_2O_3纳米材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行表征,利用X射线衍射仪(XRD)和能量色散谱(EDS)对其成分进行分析。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对样品进行了形貌和结构的表征。本论文的研究内容主要包括:1.采用热蒸发法,取适量Ga单质,以Au为催化剂,以高纯度氮气为载气,加热镓源和金覆盖的硅片,恒温1200℃时,在恒定N2气流的常压环境中,分别反应30min,60min,90min和120min,生成的一维的Ga_2O_3纳米材料的形貌存在显著的变化,随着反应时间的增加纳米线的长度变短,径向宽度更加均匀,纳米片的数量变少,纳米晶粒增多。说明恒温时间对纳米材料的形貌有显著的影响。并且通过XRD,HRTEM等测试分析样品为氧化镓。2.采用热蒸发法,1300℃恒温条件下,加热Ga单质和溅射Au的硅片,在恒定N2气流的环境中,分别反应30min,60min,90min和120min,生成的纳米材料多为柱状纳米结构,发现温度对氧化镓形貌及结构存在显著的影响,通过高分辨透镜观察到纳米结构极有可能为纳米缆或者核壳结构,并且通过XRD,EDS等测试分析样品为氧化镓。3.在氧化镓的整个制备过程中,开始有Au催化剂的参与,随着反应时间的延长不再有Au催化剂参与,讨论其生长机制极有可能开始为有催化剂参与反应过程的VLS生长机制,而后期为无催化剂参与反应的VS生长机制。
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1

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本文编号：1198513