采用PVT法生长GaN纳米线的仿真和实验研究

发布时间：2019-10-28 18:39

【摘要】：GaN纳米线不仅具备GaN材料禁带宽度较宽、介电常数小等特性,同时也体现着纳米材料的独特性质,近几年逐渐成为研究的热点。本文探讨了影响PVT法生长GaN纳米线的各项条件,利用计算流体力学方法得出了一组适合PVT系统纳米线生长的参数。接着又讨论了腔体内的流场分布情况,以及二维和三维几何模型的一致性。最后对实验室环境生长的GaN纳米线的光学性质进行了分析。在二维几何模型的基础上进行了仿真模拟,通过改变衬底位置与Ga的相对距离、通入的NH3流量以及反应温度,分别得到了多组GaN纳米线生长数据。通过对衬底表面反应物摩尔浓度以及GaN纳米线相对均匀性的分析,确定了每组数据的最优参数,得出了在衬底位置距离Ga源20mm,NH3为200sccm,反应温度为1050℃时,衬底上的GaN纳米线能较好的生长。为了分析反应腔体内的流产分布,在三维几何模型的基础上进行了仿真模拟,得出了XYZ轴三个方向上截面的流场分布,讨论了不同方向上气流的回流和旋涡。接着又与二维几何模型的GaN纳米线沉积速率分布进行了对比,探讨了模型的一致性和使用场景,进一步证明二维模拟仿真结果的合理性。采用PVT法进行了多组在石墨烯衬底上生长GaN纳米线的实验,通过分析样品的SEM图,得出了在实验室环境下1100℃比较适合GaN纳米线的生长。然后又对样品的光学性质进行了比对和分析。本文研究了仿真环境下采用PVT法生长GaN纳米线的最优生长参数,反应腔体内流场分布情况,以及二维三维模型的一致性。接着对实验室环境下生长的GaN纳米线进行了光学性质分析。为后续采用PVT法生长GaN纳米线以及分析纳米线取向和形貌提供了有效参考。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB383.1

【参考文献】