GaN、InN纳米材料的制备与性能研究

发布时间：2023-04-29 04:08

　　Ⅲ族氮化物半导体材料因其禁带宽度随合金组分而可调,覆盖0.64⁶.2 eV的全光谱范围,可广泛应用于太阳能电池、近红外^紫外发光器件、高温高压高频功率器件等领域。与薄膜材料相比,纳米结构的Ⅲ族氮化物形貌丰富多样,呈现出不同的性能。将低维Ⅲ族氮化物纳米结构材料应用于光探测器、电化学储能器件中有着广阔的应用前景。本文以探究Ⅲ族氮化物的光探测和电化学储能器件的应用为目标,以GaN和InN半导体材料为研究对象,研究并制备了低维结构的GaN和InN纳米材料,分析纳米结构材料的生长机理,结合纳米材料的结构特点,设计并构建了不同的器件,以实现其应用。本论文共分为五章,研究的主要内容和取得的主要结果归纳如下:第一章概述了Ⅲ族氮化物的基本物理化学性质,纳米材料的特性及其主要合成方法和生长机理。分析了GaN和InN纳米材料的化学气相法制备、在电子和光电子器件领域应用的国内外研究现状,并根据课题的研究背景和主要存在问题提出本研究的主要内容。第二章介绍了本文用到的GaN和InN纳米材料的制备方法和使用的生长设备,并着重介绍了纳米材料样品的结构、成分及光学特性等表征方法...

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 Ⅲ族氮化物简介
    1.2 纳米材料及其生长机理
        1.2.1 VS生长机制
        1.2.2 VLS生长机制
    1.3 GaN纳米材料
        1.3.1 GaN纳米材料的制备
        1.3.2 GaN纳米材料的应用
    1.4 InN纳米材料
        1.4.1 InN纳米材料的制备
        1.4.2 InN纳米材料的应用
    1.5 论文选题意义和主要研究内容
第二章 实验方法及表征手段
    2.1 材料制备的原料及设备
    2.2 主要表征手段
第三章 GaN纳米材料的制备与性能研究
    3.1 GaCl₃为源生长GaN纳米材料
        3.1.1 双温区生长GaN纳米材料
            3.1.1.1 样品制备
            3.1.1.2 源基距对GaN生长的影响
            3.1.1.3 衬底温度对GaN生长的影响
            3.1.1.4 源区温度对GaN生长的影响
            3.1.1.5 载气流量对GaN生长的影响
            3.1.1.6 NH₃流量对GaN生长的影响
        3.1.2 三温区生长GaN纳米材料
            3.1.2.1 样品制备
            3.1.2.2 源基距对GaN生长的影响
            3.1.2.3 载气流量对GaN生长的影响
            3.1.2.4 保温时间对GaN生长的影响
    3.2 Ga2O₃为源生长GaN纳米材料
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 生长温度对GaN生长的影响
        3.2.3 NH₃流量对GaN生长的影响
        3.2.4 GaN纳米材料的生长机理分析
    3.3 本章小结
第四章 InN纳米材料的制备与性能研究
    4.1 样品制备
    4.2 无催化剂生长InN纳米材料
        4.2.1 生长温度对InN生长的影响
        4.2.2 气体流量对InN生长的影响
        4.2.3 正交试验生长InN纳米材料
        4.2.4 InN纳米材料的性能研究
    4.3 Au催化剂辅助生长InN纳米材料
    4.4 本章小结
第五章 GaN纳米材料的应用
    5.1 塔状GaN纳米棒的紫外探测应用
        5.1.1 塔状GaN纳米棒的材料性能
        5.1.2 塔状GaN纳米棒的光电探测性能
    5.2 GaN纳米线的电化学储能应用
        5.2.1 GaN及GaN-MoS₂纳米线的性能表征
            5.2.1.1 MoO₃为源生长GaN-MoS₂纳米线
            5.2.1.2 Mo为源生长GaN-MoS₂纳米线
        5.2.2 GaN及GaN-MoS₂纳米线的电化学性能
        5.2.3 GaN及GaN-MoS₂纳米线的储能机理
    5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3805135