氨化Ga2O3/Mg薄膜制备簇状GaN纳米线

通过在1050°C时氨化Ga2O3/Mg薄膜制备出簇状GaN纳米线。用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收光谱(FTIR)扫描电子显微镜(SEM)和高分辨电子显微镜(HRTEM)对样品进行测试分析。结果表明,GaN纳米线为六万纤锌矿结构单晶相并且成族生长,直径在200～500nm米左右,其长度可达5～10μm。几乎所有纳米线的直径均有逐渐缩小的趋势。对Mg膜的作用进行了初步的分析。     

氨化Si基Ga2O3/Ta薄膜制备GaN纳米线

利用磁控溅射技术在Si衬底上制备Ga2O3/Ta薄膜,然后在900℃、氨气中退火合成了大量的一维单晶氮化镓纳米线.用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外吸收光谱、透射电子显微镜、选区电子衍射和光致发光谱对制备的氮化镓进行了表征.结果表明,制备的GaN纳米线是六方纤锌矿结构,其直径大约为50 nm,最大长度可达8 μm左右.室温下光致发光谱的测试发现了364 nm处有较强紫外发光峰.     

Si基氨化ZnO／Ga2O3薄膜制备GaN纳米线

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3薄膜，然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3薄膜进行氨化，高温下ZnO层在氨气气氛中挥发，而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线．X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构．利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构．研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3和NH3反应合成GaN纳米线．     

Si基氨化ZnO/Ga2O3薄膜制备GaN纳米线

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3薄膜,然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3薄膜进行氨化,高温下ZnO层在氨气气氛中挥发,而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线.X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构.研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3和NH3反应合成GaN纳米线.     

氨化法制备大量单晶GaN纳米线及其特性研究

利用磁控溅射技术先在硅村底上制备Ga2O3/Co薄膜,然后在管式炉中通入流动的氨气在950℃对薄膜进行氨化,反应后成功制备出大量GaN纳米线.采用X射线衍射(xRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品进行分析.结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米线,纳米线的直径在50 nm～150 nm范围内,长度为几十微米.     

GaN纳米线生长的影响因素与机理分析

基于气液固(VLS)反应机制,采用厚度为2~3 nm的金属镍作为催化剂,金属镓和氨气分别用作Ⅲ族和Ⅴ族的生长源,在自行改造的化学气相沉积(CVD)设备内获得了大面积GaN纳米线。通过扫描电镜(SEM)、能量分散X射线荧光(EDX)谱和透射电镜(TEM)测试,表明GaN纳米线的成核及生长与反应室气路结构有密切关系,水平弯管式气路将有利于GaN纳米线的生长。此外,生长气流将直接影响GaN纳米线的生长状况,生长温度为920℃、NH3和N2的气流量分别为100和500 cm3/min时,可以获得形貌较好的纳米线。同时,探索了Ga源与样品位置间的距离对纳米线中Ga和N的质量分数的影响,并分析了其影响机理。     

石墨烯上生长GaN纳米线

采用金属Ga升华法在石墨烯/蓝宝石衬底上生长了高质量GaN纳米线,研究了不同的生长条件,如NH3流量、反应时间、催化剂和缓冲层等对GaN纳米线形貌的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)对GaN纳米线进行表征.研究发现,在适当的NH3流量且无催化剂时,衬底上可以生长出粗细均匀的GaN纳米线.反应时间为5 min时,纳米线密集分布在衬底上,表面光滑.在石墨烯/蓝宝石上预先低温生长GaN缓冲层,然后升温至1 100℃进行GaN纳米线生长,获得了具有择优取向的GaN纳米线结构.研究表明,石墨烯和缓冲层对获得GaN纳米线结构有序阵列具有重要的作用.     

自催化方式制备ZnO纳米线及光致发光特性

采用化学气相沉积法,不用催化剂,在Si(111)基片上制备了ZnO纳米线。扫描电子显微镜(SEM)表征发现ZnO纳米线的直径在100nm左右。X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰。室温下光致发光谱(PL)中出现了389nm和357nm的紫外峰以及五个蓝光峰(450,468,474,481和491nm)。389nm峰为自由激子复合发射357nm峰是在LO声子的参与下,自由载流子碰撞形成自由激子过程的发光行为;468nm峰系电子从氧空位形成的浅施主能级向价带跃迁发光;450nm峰系电子从导带向锌空位形成的浅受主能级跃迁发光;474,481和491nm峰是声子伴线。     

催化剂辅助化学气相沉积法制备准单晶ZnO纳米线

利用Au催化辅助化学气相沉积生长技术,在n-Si(111)衬底上制备了准单晶的ZnO纳米线.X射线衍射分析的结果表明, ZnO纳米线具有明显的沿(0001)方向定向生长的特征.扫描电子显微镜分析表明,ZnO纳米线的典型直径约为100 nm,长度为2～5 μm.讨论了Au催化辅助化学气相沉积生长技术制备ZnO纳米线的原理.     

氨化Si基Ga2O3/Co薄膜合成GaN纳米线及其表征

采用磁控溅射技术先在Si衬底上制备Ga2O3/Co薄膜,然后在950"C下流动的氨气中进行氨化反应制备GaN纳米棒.应用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外吸收光谱、选区电子衍射和高分辨透射电子显微镜对样品进行表征.结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米棒.观察发现纳米棒表面光滑.并讨论了GaN纳米棒的生长机制.     

高质量氮化镓纳米线的结构表征

本文采用CVD法,以甩涂在衬底硅片上的Ga2O3薄膜和NH3作为原料,成功制备出大量GaN纳米线。采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、能量色散谱仪（EDS）和高分辨透射电镜（HRTEM）对样品进行了成分和结构分析,并简单讨论了其生长机理。结果表明：产物为平直光滑的GaN纳米线,其直径为30nm-50nm。长度可达几十微米,纳米线为高质量的六方纤锌矿GaN晶体。     

Formation of GaN Nanowires by Ammoniating Ga2O3 Films Deposited on Oxidized Al Layers on Si Substrate

Large quantities of gallium nitride（GaN） nanowires have been prepared via ammoniating the Ga2O3 films deposited on the oxidized aluminum layer at 950℃ in a quartz tube. The nanowires have been confirmed as crystalline wurtzite GaN by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectrometry scanning electron microscope and selected-area electron diffraction. Transmission electron microscope （TEM） and scanning electron microscopy（SEM） reveal that the nanowires are amorphous and irregular, with diameters ranging from 30 nm to 80 nm and lengths up to tens of microns. Selected-area electron diffraction indicates that the nanowire with the hexagonal wurtzite structure is the single crystalline. The growth mechanism is discussed briefly.     

石墨烯上生长GaN纳米线的研究

在常压条件下采用化学气相淀积(CVD)技术在有石墨烯插入层的衬底上生长GaN纳米线,研究了生长温度、石墨烯插入层、催化剂等因素对GaN纳米线的形貌、光学特性以及结构的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)谱、拉曼(Raman)谱和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对GaN纳米线的形貌、光学特性以及结构进行表征.结果表明,在1 100℃条件下,同时有石墨烯插层和催化剂的衬底表面能够获得低应力单晶GaN纳米线.石墨烯、催化剂对于获得低应力单晶GaN纳米线有重要的作用.     

Metalorganic chemical vapor deposition of GaN nanowires: From catalyst-assisted to catalyst-free growth,and from self-assembled to selective-area growth

With the increasing attention dedicated to GaN nanowires for the realization of advanced optoelectronic devices, important efforts have been devoted to the nanowire growth optimization. This review covers the developments achieved so far in the growth of GaN nanowires by Metal Organic Chemical Vapor Deposition. Different approaches are discussed, including growth with and without catalyst, self-assembled growth as well as selective-area growth; their respective advantages and limits are detailed.     

Electrical transport properties of single GaN and InN nanowires

The transport properties of single GaN and InN nanowires grown by thermal catalytic chemical vapor deposition were measured as a function of temperature, annealing condition (for GaN) and length/square of radius ratio (for InN). The as-grown GaN nanowires were insulating and exhibited n-type conductivity (n ≈ 2×10¹⁷ cm⁻³, mobility of 30 cm²/V s) after annealing at 700°C. A simple fabrication process for GaN nanowire field-effect transistors on Si substrates was employed to measure the temperature dependence of resistance. The transport was dominated by tunneling in these annealed nanowires. InN nanowires showed resistivity on the order of 4×10⁻⁴ Ω cm and the specific contact resistivity for unalloyed Pd/Ti/Pt/Au ohmic contacts was near 1.09×10⁻⁷ Ω cm². For In N nanowires with diameters <100 nm, the total resistance did not increase linearly with length/square of radius ratio but decreased exponentially, presumably due to more pronounced surface effect. The temperature dependence of resistance showed a positive temperature coefficient and a functional form characteristic of metallic conduction in the InN nanowires.     

TEM和CL准原位表征GaN单根纳米线中WZ/ZB结构及其发光特性

纤锌矿（WZ）/闪锌矿（ZB）结构以及WZ/ZB超结构广泛存在于一维Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中。本文采用TEM和CL（阴极荧光谱）准原位表征的方法,对GaN纳米线的各种结构进行了系统的表征,并且建立了材料纳米结构与对应发光性质之间的直接联系。研究发现相对于纯WZ结构的GaN单根纳米线,具有WZ/ZB结构纳米线的CL出现了蓝移。通过对CL发光谱的蓝移现象的分析和研究表明,蓝移是由于高密度的WZ/ZB结构单元及其各种超结构所引起的特殊效应。