GaN-MOVPE寄生反应的密度泛函理论研究

利用量子化学的密度泛函理论,探讨了TMG(Ga(CH_3)_3)/NH_3/H_2体系中的气体反应机理,特别关注了氨基物DMGNH_2的形成及其后的纳米粒子形核路径。通过计算不同温度下不同反应路径上Gibbs自由能的变化,从热力学和动力学两方面分析纳米粒子形核可能的产物。研究发现当T622 K时,氨基物DMGNH_2可由加合物TMG:NH_3脱去CH_4生成,也可由TMG和NH_3双分子碰撞直接生成;当T622 K时,氨基物DMGNH_2直接由TMG和NH_3双分子碰撞反应生成。当662.5 KT939 K时,二聚物[DMGNH_2]_2相继脱去CH_4,变成[MMGNH]_2的反应容易发生。当389 KT734.7 K时,三聚物[DMGNH_2]_3相继脱去CH_4,变成[MMGNH]_3的反应容易发生。对于[MMGNH]_2和[MMGNH]_3相继脱去CH_4的反应,因为所有反应的ΔG0,所以很难生成[GaN]_2和[GaN]_3。因此认为[MMGNH]_2和[MMGNH]_3是GaN-MOVPE低聚物纳米形核最可能的产物。