一维AIN纳米结构制备进展

采用CVD、碳纳米管模板法等方法已经制成了纳米线、纳米管等多种结构；同时研制成功多种一维纳米结构的降列。用CVD方法合成的AlN纳米线直径为几十纳米、纳米线长度可以达到几十微米；用碳纳米管模板法可以控制AlN纳米线的直径。同时，AlN纳米线也已经在场致发射的研究领域得到应用。综述了AlN一维纳米结构材料的制备方法，分析研究了AlN一维纳米结构的合成反应机理和材料特性。     

分级纳米结构制备研究取得进展

在分级纳米结构的制备中,采用最多的方法是在已有的一维纳米结构（例如纳米线）表面继续沉积或者生长这些一维的结构,例如,螺位错驱动的PdS纳米松树;而基于二维纳米结构单元的分级纳米结构的研究尚不多见。和一维纳米结构相比,二维纳米结构能像剪纸那样被＂雕镂＂成各种形状,     

构筑异质复杂一维纳米结构方法研究获进展

与单一材料的一维纳米结构相比,由异质材料组成的复杂形貌一维纳米结构,具有更多的功能与更好的性能。这种异质复杂一维纳米结构在各种纳米器件与多功能复杂系统中具有广泛的应用前景。     

一维ZnO纳米结构的电子场发射研究

在大量制备一维ZnO纳米结构的基础上,研究了这些纳米结构的场发射性能。对于四角状ZnO纳米结构,获得1.0m Ac/m2的电流密度只需要4.5V/μm的电场;对于线状Z nO纳米结构,获得1.0mAc/m 2的电流密度需要6.5V/μm的电场。由于其特殊的结构,四角状ZnO一维纳米结构在真空电子器件方面有很好的应用前景。     

大面积规则排布的AlN纳米柱阵列制备

采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)方法在2英寸(1英寸=2.54 cm)c面蓝宝石衬底上异质外延厚度1μm、具有原子级平整表面的高质量氮化铝(AlN)外延层.并在此高质量AlN薄膜的基础上开发了基于纳米压印光刻技术、干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的工艺,通过自上而下的方法制备得到了大面积范围内规则排列的AlN纳米柱阵列,纳米柱的高度和直径分别为1μm和535 nm.研究结果表明,高晶体质量的AlN材料以及基于AZ400K溶液的湿法腐蚀工艺是制备无腐蚀坑且侧壁光滑的垂直AlN纳米柱阵列的关键.AlN纳米柱阵列的制备为深紫外纳米柱发光器件的研究奠定了基础.     

准一维半导体纳米结构的电子显微学研究

本文总结了近年来我们在功能准一维纳米结构材料研究方面所获得的一些有意义的结果。借助于现代电子显微镜技术，不仅研究了硅、氮化稼、氧化锌等一维纳米材料的形貌和显微结构，还研究了其一维择优生长机理及小尺度效应。尤其是利用高能量分辨电子能量损失谱、高角环形暗场探头等先进技术，解决了一个传统X－光等结构分析手段所不能解决的难题，分析了一种SiOx/SiC复合纳米电缆的成份与结构。     

纳米碳管及一维纳米晶体结构研究

纳米碳管及基于纳米碳管的一维纳米晶体，由于其良好的应用前景而受到广泛重视。纳米碳管的电学特性单层纳米碳管由于其不同手性角，而显示半导体或金属电性［１—３］。本文对纳米管束进行了研究。ＪＥＭ－２０１０Ｆ及ＧａｔａｎＧＩＦ系统被用于管束的手性角测定及特征...     

一维纳米结构的拉伸力学测试

对一维纳米结构开展轴向拉伸测试时,面临着样品制备、装载、拉伸、样品的轴向应力与应变的高精度测量等难点,解决途径包括改造现代显微仪器、研制MEMS力学测试芯片及发展一维纳米样品的制备与装载技术。从实验使用的测试仪器及拉伸方式出发,将目前发表的一维纳米拉伸实验分为基于探针、MEMS和电子束辐照开展的拉伸实验,并对各种实验方法进行了比较。发现基于MEMS的拉伸实验由于其对测试仪器的改造小、花费少、且通过设计制作不同测试功能的芯片可实现多样测试,是更有发展前景的测试技术。     

准一维纳米结构的电子显微学研究

自从１９９１年，Ｉｉｊｉｍａ发现纳米碳管［１］以来，一系列准一维纳米材料被相继用不同方法合成出来。由于其独特的结构特性和因此而具有的不同于体材料的新颖的物理性质，这些准一维纳米材料有着很大的基础研究价值和潜在的应用价值，因而受到人们的广泛研究和关注。...     

Effect of AlN buffer thickness on GaN epilayer grown on Si(1 1 1)

We studied the influence of high temperature AlN buffer thickness on the property of GaN film on Si (1 1 1) substrate. Samples were grown by metal organic chemical vapor deposition. Optical microscopy, atomic force microscopy and X-ray diffraction were employed to characterize the samples. The results demonstrated that thickness of high temperature AlN buffer prominently influenced the morphology and the crystal quality of GaN epilayer. The optimized thickness of the AlN buffer is found to be about 150 nm. Under the optimized thickness, the largest crack-free range of GaN film is 10 mm×10 mm and the full width at half maximum of GaN (0 0 0 2) rocking curve peak is 621.7 arcsec. Using high temperature AlN/AlGaN multibuffer combined with AlN/GaN superlattices interlayer we have obtained 2 μm crack-free GaN epilayer on 2 in Si (1 1 1) substrates.     

Electrical Spin Injection into the 2D Electron Gas in AlN/GaN Heterostructures with Ultrathin AlN Tunnel Barrier

The spin injection into 2D electron gas (2DEG) in AlN/GaN heterostructures is studied by magneto-transport measurements. An ultrathin AlN layer at the hetero-interface acts as a barrier to form high-quality 2DEG in the triangular quantum well and a tunneling barrier for the spin injection to overcome the conductance mismatch issue. In this study, Hanle signals and inversed Hanle signals are observed, proving that the spin injection is achieved in the 2DEG in the AlN/GaN heterostructure rather than in the interfacial states. The spin-relaxation time in 2DEG at 8 K is found to be as long as 860 ps, which almost keeps constant with bias and decreases with increasing temperature. The spin-relaxation process is illustrated as Rashba spin-orbit coupling dominated D'yakonov Perel’ mechanisms above 8 K. These results show the promising potential of 2DEG in AlN/GaN heterostructures for spin field-effect transistor applications.     

大面积均匀平坦纳米AlN薄膜的研制

采用射频磁控溅射法,通过优化沉积工艺,在n型 (100)Si片上制备出 (100)择优取向表面粗糙度均匀的氮化铝(AlN)薄膜。当溅射功率为 120W和N₂∶Ar＝12∶8时,制备的AlN薄膜的结晶性最好,101.6 mm AlN薄膜样 品的表面粗糙度为3.31~3.03nm,平均值为3.17nm。研究结果表明:射频磁控溅射能量 和N₂浓度是实现大面积、均匀平坦、纳米级AlN薄膜的重要制备工艺参数。     

半导体纳米线制备中干法刻蚀技术的研究

近年来,一维纳米结构:纳米管、纳米线、纳米带等,引起了人们的广泛关注。如何制备高质量的纳米结构依然是我们面临的巨大挑战。该文通过干法刻蚀技术制备的纳米线阵列来突出说明该技术今后的发展是多样化的,而且仍然方兴未艾。     

AlN薄膜制备技术研究

采用磁控溅射法制备了AlN薄膜并研究了射频(RF)等离子清洗对AlN薄膜结晶取向度的影响,实验表明,RF等离子清洗基片3min后AlN薄膜c轴取向摇摆曲线半峰宽达到1.3°;通过Mo薄膜衬底对AlN薄膜结晶取向度的影响发现,取向度好的Mo薄膜衬底有利于c轴取向AlN薄膜的生长;Ar气体流量对AlN薄膜应力的影响使AlN薄膜应力从-390(压应力)~73 MPa(张应力)可调。     

多酚控制二水草酸锌形貌及三维氧化锌纳米结构性能研究

以氯化锌、草酸钠和多酚为原料,通过沉淀反应及调节多酚浓度制得形貌可控的二水草酸锌晶体,再通过热分解得到三维自组装纳米氧化锌结构。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)和荧光分光光度计(PL)对制备的样品进行表征。结果表明:随着多酚含量的增加,四方块状二水草酸锌出现了中空结构,当多酚浓度达到20mg/mL时晶体变成无规则的小碎块。当多酚含量为3.0mg/mL时,晶体尺寸最大。光致发光谱显示三维氧化锌发出很强的蓝绿光,并随着退火温度的升高而增强。     

(100)取向AlN薄膜的制备及其压电性能研究

采用射频磁控溅射法,在Si(100)衬底(含Au导电层)上制备了(100)取向的AlN薄膜并研究了工作压强和溅射功率对制备的AlN薄膜性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)分析了薄膜结构特性,结果表明,在一定范围内,工作压强的增加和溅射功率的减小更有利于AlN(100)晶面择优取向的生长。利用压电力显微镜(PFM)对AlN薄膜的形貌和压电性能进行了表征,发现(100)择优取向的AlN薄膜的压电性主要表现在薄膜面内方向上。     

溅射AlN技术对GaN基LED性能的影响

研究了在图形蓝宝石衬底(PSS)上利用磁控溅射制备AlN薄膜的相关技术,随后通过采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在相关AlN薄膜上生了长GaN基LED.通过一系列对比实验,分析了AlN薄膜的制备条件对GaN外延层晶体质量的影响,研究了AlN薄膜溅射前N2预处理功率和溅射后热处理温度对GaN基LED性能的作用机制.实验结果表明:AlN薄膜厚度的增加,导致GaN缓冲层成核密度逐渐升高和GaN外延膜螺位错密度降低刃位错密度升高;N2处理功率的提升会加剧衬底表面晶格损伤,在GaN外延膜引入更多的螺位错;AlN热处理温度的升高粗化了表面并提高了GaN成核密度,使得GaN外延膜螺位错密度降低刃位错密度升高;而这些GaN外延膜位错密度的变化又进一步影响到LED的光电特性.