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1、氮化鎵納米晶的低溫固相合成姓名：化澤瑞學(xué)號(hào)：1007044108院系：化學(xué)系專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師：焦晨旭完成日期：2013-10-6氮化鎵納米晶的低溫固相合成摘要在400-550℃利用氮化鎵作為鎵源，氨基鈉作為氮源與金屬鎂粉在不銹鋼高溫反應(yīng)斧內(nèi)反應(yīng)制備出氮化鎵納米晶。X射線粉末衍射顯示制備得到的樣品是六方相氮化鎵，與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)卡片（JCPDScardNo.76-0703）基本一致。另外，從產(chǎn)物的X射線衍射花樣和透射電鏡照片中發(fā)現(xiàn)，隨著反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)物的結(jié)晶性越來越好，產(chǎn)物的尺寸越來越大。我們對(duì)氮化鎵進(jìn)行了熱重分析，測試
2、結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)中制備的氮化鎵在空氣氣流中750℃以上才開始被氧化，在氮?dú)鈿夥罩校?000℃以下沒有明顯的質(zhì)量變化，這說明了產(chǎn)物氮化鎵有著較好的抗氧化性和熱穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：氮化物，納米材料AbstractGaNnanocystallinewassynthesizedinastainlesssteelautoclaveat400-550℃byusingGa2O3asgalliumsourceandNaNH2asnitrogensource.X-raypowderdiffraction(XRD)patternindicatedthatt
3、heproductwashexagonalGaN,whichisconsistentwiththedatabaseofstandardcard(JCPDScardNo.76-0703).Inaddition,theGaNnanoparticlesrecrystallizeandgrowwithincreasingreactiontemperature.Theproductwasalsostudiedbythethermogravimetricanalysis(TGA).Theresultsindicatedthatithadgo
4、odthermalstabilityandoxidationresistancebelow750°Cinairand1000°Cinnitrogenatmosphere.Keywords:nitrides,nanomaterials.-8-目錄1.1引言·······················································（2）1.2氮化鎵的制備與表征·········································（2）1.2.1實(shí)驗(yàn)步驟及產(chǎn)物表征············
5、·························（2）1.2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論·········································（3）1.3小結(jié)······················································（8）參考文獻(xiàn)······················································（9）氮化鎵納米晶的低溫固相合成1.1引言氮化鎵(GaN)是一種具有化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定(在室溫下不溶于水,不與酸和堿反應(yīng)),硬度強(qiáng)
6、,耐高溫,導(dǎo)熱性和機(jī)械性能都非常好等優(yōu)異的性能的半導(dǎo)體材料。氮化鎵因?yàn)榫哂幸幌盗袃?yōu)異的性能而成為很多電子器件的理想材料。氮化鎵是一種直接帶隙躍遷的半導(dǎo)體化合物,在室溫下其禁帶寬度為3.40eV,屬于寬帶隙半導(dǎo)體材料。目前,氮化鎵已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于波譜范圍在紫外區(qū)和藍(lán)光的光學(xué)器件和高溫電子器件上,全色大屏暮顯示器和高亮度半導(dǎo)體二極管指標(biāo)燈都利用到氮化鎵及相關(guān)材料。通常氮化鎵晶體有三鐘晶體結(jié)構(gòu),最常見的氮化鎵是以纖鋅礦結(jié)構(gòu)形式存在,還有另外兩種結(jié)構(gòu)是屬于立方相結(jié)構(gòu)(閃鋅礦結(jié)構(gòu)和巖鹽相結(jié)構(gòu))。巖鹽相的氮化鎵一般只存在于超高壓(大于37M
7、Pa)的狀態(tài)下,當(dāng)壓力釋放到大約25MPa時(shí),六方相氮化鎵就開始出現(xiàn)了,當(dāng)壓力完全釋放時(shí),巖鹽相的氮化鎵就會(huì)完全消失。最近幾年,已經(jīng)報(bào)道了很多種制備不同形貌氮化鎵的方法:(1)模板法限制反應(yīng)生長法制備了一維氮化鎵納米材料(如范守善報(bào)道了利用碳棒作為模板生長出有序且大小均一的氮化鎵納米棒,Cheng研究組借助于模板在陽極招膜上組裝出高度有序的氮化鎵納米線,楊培東研究組利用氧化梓納米線作為模板制備得到排列有序的氮化鎵納米管）；(2)氣-液-固機(jī)制的催化反應(yīng)生長法制備頂端帶有納米尺寸的金屬顆粒的納米線(即用激光剝離含有金屬催化劑的氮化
8、鎵紀(jì),可以制備出氮化鎵納米線）；(3)多孔陽極氧化鋁膜模板法(以多孔陽極氧化鋁為模板,用金屬鎵和氧化鎵的混合物粉末為反應(yīng)原料可以制備絲狀的氮化鎵納米線）；-8-(4)催化電弧放電法,Han研究組利用催化電弧放電法合成了氮化鎵納米棒和GaN/C復(fù)合材料；(5)氣相
