物理气相输运法生长AlN六方微晶柱（英文）

采用物理气相输运法(Physical Vapor Transport,PVT),在1700~1850℃生长温度下制备出AlN六方微晶柱;晶柱长度在1 cm左右,宽度在200~400μm,光学显微镜下观察为六棱柱形状并呈透明浅黄色光泽;扫描电子显微镜和原子力显微镜测试表明:AlN晶柱表面为整齐台阶状形貌,台阶宽度为2~4μm,高度在几个纳米;拉曼光谱测试AlN晶柱具有良好结晶质量。PVT法生长AlN六方微晶柱主要是在偏低温度下AlN晶体生长速率较慢,Al原子和N原子有足够时间迁移到能量较低位置结晶生长,进而沿着0001方向形成柱状结构。AlN六方微晶柱是对一维半导体材料领域的补充,通过对晶柱尺寸及杂质控制的进一步研究,有望在微型光电器件领域表现出应用价值。     

用氢化物气相外延(HVPE)法生长的氮化铟薄膜的性质研究

在自制设备上用氢化物气相外延(HVPE)方法在α-Al2O3以及GaN/α-Al2O3衬底上生长了InN薄膜,并对其性质进行了研究.重点研究了生长温度的变化对所获得的InN薄膜的影响,并利用X射线衍射研究了InN薄膜的结构,用扫描电子显微镜研究了其表面性质,用霍尔测量研究了其电学性质.X射线衍射的结果表明,直接在α-Al2O3上生长得到的是InN多晶薄膜;而在GaN/α-Al2O3上得到的InN薄膜都只有(0002)取向,并且没有金属In或是In相关的团簇存在.综合分析可以发现,在650℃时无法得到InN薄膜,而在温度550℃时生长的InN薄膜具有光滑的表面和最好的晶体质量.     

Wafer-Scale Single Crystal Hexagonal Boron Nitride Layers Grown by Submicron-Spacing Vapor Deposition

The direct growth of wafer-scale single crystal two-dimensional (2D) hexagonal boron nitride (h-BN) layer with a controllable thickness is highly desirable for 2D-material-based device applications. Here, for the first time, a facile submicron-spacing vapor deposition (SSVD) method is reported to achieve 2-inch single crystal h-BN layers with controllable thickness from monolayer to tens of nanometers on the dielectric sapphire substrates using a boron film as the solid source. In the SSVD growth, the boron film is fully covered by the same-sized sapphire substrate with a submicron spacing, leading to an efficient vapor diffusion transport. The epitaxial h-BN layer exhibits extremely high crystalline quality, as demonstrated by both a sharp Raman E_2g vibration mode (12 cm⁻¹) and a narrow X-ray rocking curve (0.10°). Furthermore, a deep ultraviolet photodetector and a ZrS₂/h-BN heterostructure fabricated from the h-BN layer demonstrate its fascinating properties and potential applications. This facile method to synthesize wafer-scale single crystal h-BN layers with controllable thickness paves the way to future 2D semiconductor-based electronics and optoelectronics.     

氮化铝晶体生长技术的研究进展

氮化铝(AlN)是一种重要的宽带隙(6.2eV)半导体材料,在高温、高频、大功率电子器件、光电子器件、激光器件等半导体器件中有着良好的应用前景.物理气相传输法( PVT)是制备AlN体单晶最有效的途径之一,目前,美国Crystal IS公司、俄罗斯N-Crystals公司在该领域处于领先地位,可以制备出直径为2inch(5.08cm)的体单晶.为了获得大尺寸、高质量的AlN晶体,需要不断寻找合适的籽晶材料.从最早的SiC籽晶,发展到近年来的AlN籽晶、SiC/AlN复合籽晶,加上不断改进的PVT工艺条件,少数研究机构已经可以获得直径跨度大、缺陷密度低的AlN晶体.近两年,高品质的AlN晶体也已     

规则结晶形态氮化铝颗粒的自蔓延高温合成

以铝粉和AlN粉末为原料，按重量比60／40的比例进行混合，加入3wt％NH4F和3wt％碳黑，在8MPa的氮气气氛条件下进行高温自蔓延合成，合成产物为具有良好结晶形态的规则AlN颗粒．采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了加入NH4F和碳黑后合成产物形态和物相的变化情况．研究结果表明同时加入NH4F和碳黑使得燃烧过程出现了后烧现象，即样品可以维持在高温阶段较长的时间，促进了AlN气相的传输，最终使得AlN颗粒以较为规则的外形生长．     

化学气相运输法制备正交黑磷

黑磷(Black phosphorus, BP)以其优异而独特的物理化学性质在能源储存与转换、微纳器件、光/电催化和生物医药等领域展现出良好的应用前景。高质量正交BP前体制备是实现二维BP和零维BP量子点应用的关键。本工作采用无温度梯度的化学气相运输(CVT)法研究了矿化剂组分和比例对BP生长的影响。结果表明, 只有锡(或铅)和碘共存且比例合适时才能制备得到正交BP; 生长BP所需的锡碘质量比w(Sn/I₂)范围较宽, 当w(Sn/I₂)=0.47时制得的BP尺寸为1.2 cm, 且产率高、晶体质量较优。结合BP的成核生长机理可知, 锡和碘都对BP的成核生长具有重要作用; 碘的矿化效果较锡明显, 而足量的锡有利于无温度梯度条件下大尺寸块体BP晶体的合成。w(Sn/I₂)=0.47为本工作中制备BP的最佳砂化剂配比。     

气相转移法制备多孔双相沸石复合物

采用气相转移法制备了同时含有Y和ZSM-5沸石的双相沸石复合物。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附和骨架红外(FT-IR)等手段对合成的样品进行了表征。结果表明, 合成的样品受Y型沸石的添加量、干胶制备条件和气相转移法转化条件的影响; 水热预处理后的ZSM-5沸石前驱体中具有ZSM-5沸石的骨架特征振动峰, 归结于ZSM-5沸石晶核或微晶的形成, 这有利于在气相转移法转化过程中引导或促使体系向ZSM-5沸石相的转变, 并有利于抑制ZSM-35杂晶的形成; Y型沸石在蒸汽处理过程中的脱铝过程导致合成的沸石复合物具有介孔结构。