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1、太原理工大學碩士研究生學位論文半導體低維納米材料的制備與表征摘要近年來，寬帶隙半導體材料一GaN一維納米材料已引起了人們極大的興趣，這些納米材料具有許多獨特的性能并且在光、電及機械等方面具有極大的應用潛能。本文對GaN和Ti02一維納米材料的合成、顯微結(jié)構(gòu)及物性進行了系統(tǒng)研究。主要結(jié)果如下：1、在～兩端開口的管式爐中，用簡單的氨化法，在1000。C合成出大量高質(zhì)量的氮化鎵納米線。本文選用氧化鎵和氨氣為原料，氧化銦為催化劑合成氮化鎵納米線。在相同的實驗條件下，氧化鎵含量不同時，合成了氮化鎵納米晶須。利用場發(fā)射掃描電鏡(FES
2、EM)、能譜分析(EDS)、X．Ray衍射(XRD)、選區(qū)電子衍射(SAED)及高分辨透射電鏡(HRTEM)對試樣進行了表征，結(jié)果表明：得到的納米線平直、光滑，其直徑在30．50nm范圍內(nèi)，長度可達幾十微米。納米線是具有六方晶系纖鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN單晶體，且納米線中缺陷很少，最后對其生長機理進行了討論。納米晶須的直徑在200nm左右，粗細不均勻，長度從幾十納米到幾百納米不等，表面形貌不規(guī)則，多呈層狀結(jié)構(gòu)。2、通過金屬鎵與氨氣直接反應，在單晶硅基片表面，以氧化銦作催化劑，在水平管式爐中成功制備出氮化鎵納米線。FESEM、XRD
3、、HRTEM太原理F大學碩士研究生學位論文結(jié)果表明：所得的納米線是具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化鎵晶體，其直徑在50．100nm范圍內(nèi)，長度可達100微米，且納米線表面有些粗糙，存在較多的缺陷。最后對其生長機理進行了探討。3、采用水熱合成法，以市售TiO：粉末和NaOH為原料，成功地制各了Ti02納米管／納米線。用XRD、SEM、HRTEM、PL等手段對納米管餅日米線的物相、微觀形貌和結(jié)構(gòu)、光學性能進行了表征，并探討了其生長機理。結(jié)果表明：Ti02納米管為銳鈦礦型，管壁為多層，管外徑分布在10．20rim范圍內(nèi)，開口，長度可達幾
4、十微米；Ti02納米管的生長機理符合3。2—1D的生長模型；其紫外吸收光譜和光致發(fā)光譜相對于原料粉均呈現(xiàn)出藍移現(xiàn)象；光致發(fā)光譜顯示Ti02納米管在可見光區(qū)的發(fā)光強度明顯增強。得到的TiO：納米線為銳鈦礦型，直徑為50rim左右，長度可達幾微米。關(guān)鍵詞：一維納米材料，寬帶隙半導體，GaN，結(jié)構(gòu)表征II●SYNTHESISANDCHARACTERIZATION0FONEDIN匝NSIONALSEMICONDUCTORⅣ嗡TERIALSABSTRACTRecentlNagreatdealofinterestinwidebandg
5、apsemiconductorofone．dimensionalGaNnanomaterialshasbeenstimulatedbythediscoveryofnovelpropertyandpotentialapplicationinoptical，electricandmechanicalfields．Inthisdisserctation，one-dimensionalGaNnanowiresweresystematicallysynthesizedandinvestigated．Themainresultsare
6、asfollows1．Intubularfumace，highqualityGaNnanowiresweresynthesizedbyammoniationat1000。C．Ga203andNH3wereusedasstartingmaterialstoprepareGaNnanowires．ThechangeinthecontentofGa203resultedinthesynthesisofGaNnanowhiskers．Fieldemissionscanningelectronmicroscope(FESEM)，en
7、ergydispersivex-rayspectroscopy(EDS)，X—raydiffraction(XRD)，highresolutiontransmissionelectronmicroscopy(HRTEM)andselectedareaelectrondiffraction(SAED)wereusedtocharacterizethe——————————————薟墮里三蘭塑主嬰窒生堂垡笙奎samples·Theresultsindicatedthattheproductsarestraightandsmoot
8、hGaNnanowireswiththediametersrangingfrom30nmto50nmandlengthsuptotensofmicrons-HighqualityGaNnanowireswereobtainedwithhexagonal8tru。tureandfewdislocation
