少层数氮化镓薄膜的制备及其理论研究

发布时间：2024-01-28 09:23

　　以氮化镓(GaN)为代表的Ⅲ族氮化物半导体具有优异的光电性能和较为宽广的可调控带隙,成为当前半导体行业的研究和应用热点。二维纳米材料因其特殊的层状晶体结构、极端的量子限制效应、独特的物理和化学性质而在高温、高频、微波、大功率光电子等领域得到了发展。目前,氮化镓薄膜在蓝宝石、Si C以及Si衬底等进行外延制备过程中,外延层与衬底之间的晶格失配与热失配一直是影响其生长质量的重要因素。利用石墨烯作为衬底外延氮化镓,由于石墨烯表面缺少悬挂键,氮化镓与石墨烯之间通过弱的范德华力接触,不仅可以克服晶格失配的影响、提高晶体质量,而且石墨烯和外延层能轻松剥离,从而降低制备成本。因此,本文基于二维氮化镓材料的实验和理论研究具有重要意义。首先,利用CVD法在Cu衬底上先生长石墨烯薄膜,再在Cu/石墨烯衬底上通过经典的两步法来制备二维氮化镓纳米材料。通过对其不同温度、氨气流量和生长时间三个参数样品的表征,分析对比优化出制备少层数的二维氮化镓材料的工艺。结果表明:在生长温度为1010℃、氨气体流量为100sccm、反应时间为40min制备出的GaN外延膜是以阶梯流方式生长的,层数较少(AFM测量结果为11层)...

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【学位级别】：硕士

图1.1GaN晶体结构示意图

图1.2石墨烯结构图

图1.3石墨烯的能带结构图

图1.4（a）和（b）分别为石墨烯的电学性质和光学性质示意图

本文编号：3887499