發(fā)布時間：2017-08-09 05:04

  本文關鍵詞：InGaN納米材料的制備及其發(fā)光特性的研究

  更多相關文章： PECVD InN納米結構 InGaN納米結構 拉曼光譜 光致發(fā)光

【摘要】：Ⅲ族氮化物半導體材料由于其良好的光電特性,已成為世界上最先進的半導體材料之一。近年來,三元合金InGaN材料的制備與性能研究引起了人們的廣泛關注。InGaN半導體合金的帶隙可以從0.7 eV到3.4 eV,對應的波長幾乎覆蓋了整個太陽光譜,因此它被認為是一種制備全光譜太陽能電池的理想材料。同時,最近的報道發(fā)現(xiàn),InGa N材料具有光催化分解水制取氫氣的能力,使得它在新能源領域具有重要的應用價值。本文利用自行研制的低溫等離子體增強化學氣相沉積系統(tǒng)(PECVD),在石英襯底和硅襯底上制備出了GaN納米材料、InN納米材料和InGaN納米材料,并重點對InN納米材料和InGaN納米材料的形貌結構和光學性能進行了研究。主要內(nèi)容如下:1、當反應室壓強不同時,PECVD系統(tǒng)存在低壓和高壓兩個工作模式,考慮氮離子活性和金屬蒸汽壓的關系,確定如下實驗參數(shù):當反應室壓強為10 Pa-20Pa,In的蒸發(fā)溫度為850℃,Ga的蒸發(fā)溫度為950℃,束源爐的角度為60°,樣品臺與PE電極的距離為4cm時,蒸鍍效果最好,并在此基礎上成功制備了金屬In膜和GaN納米材料。2、在石英襯底和硅襯底上成功制備了多種形貌的InN納米材料。XRD結果顯示隨著襯底溫度的升高和反應時間的增加,衍射峰的峰形更加明顯且其半峰寬變小,結晶度變好。SEM結果表明當襯底溫度為550℃,襯底為硅片,InN納米顆粒的尺寸較大。Raman譜顯示隨著襯底溫度的升高,InN納米材料的拉曼散射峰向高波數(shù)方向發(fā)生了移動,半峰寬也發(fā)生微小的寬化。硅片上生長的InN的拉曼散射峰相比于在石英片上生長的InN材料的拉曼散射峰向低波數(shù)發(fā)生了移動。紅外透過率在1798 nm左右開始下降,襯底溫度越高,紅外透過率下降顯著。3、在石英襯底和硅襯底上成功制備出InGaN納米材料。SEM結果顯示隨著襯底溫度的升高,晶粒尺寸變大,并利用Bedair模型對InGaN的生長過程進行了解釋。拉曼光譜中出現(xiàn)了E2(high)和A1(LO)兩個振動模式。光致發(fā)光譜表明隨著襯底溫度的升高,發(fā)光峰位發(fā)生了藍移。當反應時間變長,發(fā)光峰位發(fā)生紅移。在襯底溫度為650℃時,同時出現(xiàn)了兩個發(fā)光峰。發(fā)光峰位的移動可歸因于InGaN材料中本身的一些缺陷和In的相分離引起的In的組分不均勻。
【關鍵詞】：PECVD InN納米結構 InGaN納米結構 拉曼光譜 光致發(fā)光
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.2;TB383.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-30
• 1.1 納米材料的簡單介紹13-17
• 1.1.1 納米材料的定義和發(fā)展歷史13
• 1.1.2 納米材料的分類13-14
• 1.1.3 納米材料的特性14-15
• 1.1.4 納米材料的應用15-17
• 1.2 Ⅲ族氮化物材料概述17-23
• 1.2.1 Ⅲ族氮化物半導體材料的發(fā)展歷史17-19
• 1.2.2 Ⅲ族氮化物半導體材料的基本結構和性質19-21
• 1.2.3 Ⅲ族氮化物半導體材料的制備技術21-23
• 1.3 InGaN納米材料的概述23-28
• 1.3.1 InGaN納米材料的研究進展24-25
• 1.3.2 InGaN納米材料的主要性質25-27
• 1.3.3 InGaN納米材料的生長理論27-28
• 1.4 本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點28-30
• 1.4.1 研究內(nèi)容28-29
• 1.4.2 創(chuàng)新點29-30
• 第2章 實驗設備和測試方法30-41
• 2.1 實驗設備30-32
• 2.2 實驗中其他設備32
• 2.3 實驗原理32-33
• 2.4 實驗原料和實驗步驟33
• 2.4.1 實驗原料33
• 2.4.2 實驗步驟33
• 2.5 測試方法33-40
• 2.5.1 X射線衍射34-36
• 2.5.2 拉曼光譜和光致發(fā)光光譜36-38
• 2.5.3 掃描電子顯微鏡38-39
• 2.5.4 紅外透射譜39-40
• 2.6 本章小結40-41
• 第3章 新型PECVD系統(tǒng)半導體納米材料生長工藝的初步探索41-49
• 3.1 PECVD系統(tǒng)工作模式的選擇41-44
• 3.2 金屬蒸發(fā)速率和蒸發(fā)角度的校準44-45
• 3.3 金屬銦膜的蒸發(fā)實驗45-47
• 3.3.1 實驗部分45
• 3.3.2 結論分析45-47
• 3.4 GaN納米材料的制備47-48
• 3.4.1 實驗部分47
• 3.4.2 結論分析47-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第4章 InN納米材料的制備49-65
• 4.1 引言49-50
• 4.2 InN納米材料生長的初步探索50-52
• 4.2.1 實驗部分50-52
• 4.2.2 結論分析52
• 4.3 InN納米材料的生長及性能測試52-64
• 4.3.1 實驗部分52-53
• 4.3.2 測試手段53-64
• 4.4 本章小結64-65
• 第5章 InGaN納米材料的制備65-75
• 5.1 實驗部分65-66
• 5.2 測試手段66-74
• 5.2.1 SEM研究66-69
• 5.2.2 Raman研究69-71
• 5.2.3 PL研究71-74
• 5.3 本章小結74-75
• 結論75-77
• 參考文獻77-84
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果84-85
• 致謝85-86

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1 杜仕國,施冬梅,鄧輝;納米材料的特異效應及其應用[J];自然雜志;2000年02期

2 ;納米材料 新世紀的黃金材料[J];城市技術監(jiān)督;2000年10期

3 ;什么是納米材料[J];中國粉體技術;2000年05期

4 鄒超賢;納米材料的制備及其應用[J];廣西化纖通訊;2000年01期

5 吳祖其;納米材料[J];光源與照明;2000年03期

6 ;納米材料的特性與應用方向[J];河北陶瓷;2000年04期

7 沈青;納米材料的性能[J];江蘇陶瓷;2000年01期

8 李良訓;納米材料的特性及應用[J];金山油化纖;2000年01期

9 劉冰,任蘭亭;21世紀材料發(fā)展的方向—納米材料[J];青島大學學報(自然科學版);2000年03期

10 劉憶,劉衛(wèi)華,訾樹燕,王彥芳;納米材料的特殊性能及其應用[J];沈陽工業(yè)大學學報;2000年01期

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1 王少強;邱化玉;;納米材料在造紙領域中的應用[A];'2006（第十三屆）全國造紙化學品開發(fā)應用技術研討會論文集[C];2006年

2 宋云揚;余濤;李艷軍;;納米材料的毒理學安全性研究進展[A];2010中國環(huán)境科學學會學術年會論文集(第四卷)[C];2010年

3 ;全國第二屆納米材料和技術應用會議[A];納米材料和技術應用進展——全國第二屆納米材料和技術應用會議論文集（上卷）[C];2001年

4 鐘家湘;葛雄章;劉景春;;納米材料改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的實踐與建議[A];納米材料和技術應用進展——全國第二屆納米材料和技術應用會議論文集（上卷）[C];2001年

5 高善民;孫樹聲;;納米材料的應用及科研開發(fā)[A];納米材料和技術應用進展——全國第二屆納米材料和技術應用會議論文集（上卷）[C];2001年

6 ;全國第二屆納米材料和技術應用會議[A];納米材料和技術應用進展——全國第二屆納米材料和技術應用會議論文集（下卷）[C];2001年

7 金一和;孫鵬;張穎花;;納米材料的潛在性危害問題[A];中國毒理學通訊[C];2001年

8 張一方;呂毓松;任德華;陳永康;;納米材料的二種制備方法及其特征[A];第四屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];2001年

9 古宏晨;;納米材料產(chǎn)業(yè)化重大問題及共性問題[A];納米材料和技術應用進展——全國第三屆納米材料和技術應用會議論文集（上卷）[C];2003年

10 馬玉寶;任憲福;;納米科技與納米材料[A];納米材料和技術應用進展——全國第三屆納米材料和技術應用會議論文集（上卷）[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 周建人;我國出臺首批納米材料國家標準[N];中國建材報;2005年

2 記者 王陽;上海形成納米材料測試服務體系[N];上�？萍紙�;2004年

3 ;納米材料七項標準出臺[N];世界金屬導報;2005年

4 通訊員 韋承金邋記者 馮國梧;納米材料也可污染環(huán)境[N];科技日報;2008年

5 廖聯(lián)明;納米材料 利弊皆因個頭小[N];健康報;2009年

6 盧水平;院士建議開展納米材料毒性研究[N];中國化工報;2009年

7 郭良宏 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員 江桂斌 中國科學院院士;納米材料的環(huán)境應用與毒性效應[N];中國社會科學報;2010年

8 記者 任雪梅　莫璇;中科院納米材料產(chǎn)業(yè)園落戶佛山[N];佛山日報;2011年

9 實習生 高敏;納米材料：小身材涵蓋多領域[N];科技日報;2014年

10 本報記者 李軍;納米材料加速傳統(tǒng)行業(yè)升級[N];中國化工報;2013年

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1 楊楊;功能化稀土納米材料的合成及其生物成像應用[D];復旦大學;2014年

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6 胥明;一維氧化物、硫化物納米材料的制備，，功能化與應用[D];復旦大學;2014年

7 李淑煥;納米材料親疏水性的實驗測定與計算預測[D];山東大學;2015年

8 范艷斌;亞細胞水平靶向的納米材料的設計、制備與應用[D];復旦大學;2014年

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1 向蕓頡;卟啉納米材料的制備及其應用研究[D];重慶大學;2010年

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5 郭建華;金納米材料的修飾及其納米生物界面的研究[D];河北大學;2015年

6 魏杰;普魯士藍納米粒子的光熱毒性研究[D];上海師范大學;2015年

7 張華艷;改性TiO_2納米材料的制備及其光電性能研究[D];河北大學;2015年

8 胡雪連;基于納米材料的新型熒光傳感體系的構筑[D];江南大學;2015年

9 黃樊;氧化鈷基催化材料形貌、晶面控制與催化性能研究[D];昆明理工大學;2015年

10 周佳林;新型核殼結構金納米材料用于腫瘤的近紅外光熱治療研究[D];浙江大學;2015年

本文編號：643589