N2流量对GaN的形貌及光学和电学性能的影响.pdf

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1、第29卷第10期无机化学学报Vo1．29No．102013年10月CHINESEJ0URNALOFINORGANICCHEMISTRY2027—2033N2流量对GaN的形貌及光学和电学性能的影响翟化松l，2,3王坤鹏余春燕，2，。翟光关，2，。董海亮1，2'许并社，1，2，3(太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室，太原030024)(山西省新材料工程技术研究中心，太原030024)(太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024)摘要：采用化学气相沉积法(CVD)在Si(100)衬底上以Ni为

2、催化剂，金属Ga和NH为原料合成了GaN微纳米结构，并研究了N，流量对产物GaN的形貌及光学和电学性能的影响。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X—ray能谱仪(EDS)、光致发光谱(PL)和霍尔效应测试仪(HMS．3000)等测试手段对样品的形貌、结构、成分、光学和电学性能进行了分析。结果表明，随着N流量的增加，产物GaN的形貌发生了由微米棒到蠕虫状线再到光滑纳米线的转变；生成的GaN均为六方纤锌矿结构；样品均表现出383nm的近带边紫外发射峰和470nITI左

3、右的蓝光发射峰；所有样品均为P型：并对产物GaN的形貌转变机理进行了分析关键词：N2流量；GaN微米棒；蠕虫状GaN；GaN纳米线；化学气相沉积中图分类号：TN304文献标识码：A文章编号：1001—4861(2013)10—2027—07DOI：10．3969~．issn．1001—4861．2013．00．323EfectofN2FlowRateonMorphology，OpticalandElectricalPropertiesofGaNZHAIHua—Song2,3WANGKun．Peng∞YUChu

4、n．Yan0ZHAIGuang—Mei，DONGHai—Liang，a。XUBing—She，，a(KeyLaboratoryofInteoCaceScienceandEngineeringinAdvancedMaterials(T~yuanUaiversityofTechnology)，Min~tryofEducation,T~yuan030024，China)(2ShanxiResearchCenterofadvancedMaterialsScienceandTechnology,Taiyuan03002

5、4，China)(3CollegeofMaterialScienceandEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)Abstract：GaNmicro／nanostructuresweresynthesizedbychemicalvapordepositionmethod(CVD)onSi(100)substratewithcatalystNi，GaandNH3asrawmaterials．EffectofN2flowrateo

6、nthemorphologyaswellasopticalandelectricalpropertiesofGaNwereresearched．Themorphology，structure，composition，opticalandelectricalpropertieswerecharacterizedbyFieldemissionscanningelectronmicroscopy(SEM)，Transmissionelectronmicroscopy(TEM)，X—raydiffraction(XR

7、D)，EnergydispersiveX-rayspectroscopy(EDS)，PhotolumiBescencefPL1andHalleffectmeasurementsystem(HMS一3o00)．TheresultsindicatethatwiththeincreaseofN，flowrate，themorphologyofGaNevolvedfrommicrorodstovermicular-likewiresandthentosmoothnanowires．A1lsamplesarehexag

8、onalwurtzite。andshownear—band—edgeUVemissionpeaksof383nmandbluelightemissionpeaksofabout470nm．Halltestresultsshowthatallsamplesarep-type．Furthermore，themorphologyevolutionmechanismsofGaNareanalyzed．Key