文档介绍：-V族宽直接带隙半导体,具有以下的优点:带隙宽(Eg=)发光效率高电子漂移饱和速度高热导率高硬度大介电常数小化学性质稳定抗辐射、耐高温等 应用前景GaN具有着巨大的应用潜力和广阔的市场前景。高亮度蓝光发光二极管(2014NobelPrizeinPhysic)紫外-蓝光激光器紫外探测器等光电子器件抗辐射、高频、高温、髙压等电子器件进入20世纪90年代以后,由于一些关键技术获得突破以及材料生长和器件工艺水平的不断提高,使GaN薄膜研究空前活跃,GaN基器件发展十分迅速。基于具有优异性质的纳米尺寸材料制造纳米器件是很有意义的。GaN纳米结构特别是纳米线是满足这种要求的一种很有希望的材料。 GaN的生长已经提出了多种制备GaN纳米结构的方法,目前主要的方法有:①模板限制反应生长法;②基于VLS机制的催化反应生长法;③氧化物辅助生长法;④溅射后氮化法;⑤升华法;⑥金属镓和氨气直接反应法;⑦热丝化学气相淀积(CVD)。比较成熟的方法是模板限制反应生长法、基于V-L-S机制的催化反应生长法和氧化物辅助生长法。 ,利用金属或金属合金作催化剂通过金属Ga和NH3反应制备出装在C纳米管内的GaN纳米线(T)。GaN纳米线形成后,接着利用甲烷通过化学气相淀积(CVD)沿GaN纳米线生长C纳米管。GaN纳米线的长度为数μm,直径近似为20nm~50nm,呈现光滑的表面,在整个GaN纳米线上没有分叉。纳米颗粒终结在GaN纳米线的顶端。GaN纳米线的俯视SEM图像和单根GaN纳米线的TEM图像在分布在石英上的催化Fe颗粒存在的情况下由GaO和NH3反应得到的GaN纳米线。(a)GaN纳米线的直径和长度分别为30nm~50nm和lμm~2μm。(b)用单壁C纳米管(SWNTs)作为模板制备的单晶GaN纳米线的TEM图像,直径在30nm~60nm范围内。(c)、(d)GaN纳米线的TEM和HRTEM图像,HRTEM图像揭示(002)。(d)插图的SAED图案表示对应于纤锌矿结构(002)面反射的布拉格斑点。(AAM)纳米孔的高度有序的GaN纳米线。图(a)、(b)分别给出了在960℃下制备的GaN纳米线的TEM图像和单独一根纳米线的TEM图像,(b)中插图是GaN纳米线典型的SAED图案。纳米线大部分是直的,有干净的表面,而没附有任何颗粒。-壳GaN同轴纳米线。GaN同轴纳米线的生长归因于出现在成核和生长过程中的由一系列氧化和还原反应组成的机制。纳米线的直径在20nm〜120nm范围内,平均直径为80nm,其长度高达几十μm。GaN纳米线的HRTEM图像表明,纳米线具有一个核一壳结构,纳米线的核是六角纤锌矿结构的GaN,生长方向沿[001],壳层由非晶氧化镓(GaOx)构成,厚度2nm~l0nm,平均厚度约4nm。(CVD)用NiO作催化剂在氧化铝衬底上制备出GaN纳米线。GaN纳米线长度达到数百μm,直径在50nm~60nm范围内。SAED图案证明GaN纳米线是纤锌矿结构单晶,没有任何缺陷,并揭示GaN纳米线沿[100]方向生长。