BN包覆GaN纳米线复合结构制备及理论研究
氮化镓（GaN）是III-V族第三代直接宽禁带半导体材料，具有稳定的物理化学性质和优越的光电性能，可以被用于制造紫外线探测器、高温高辐射探测器和高频大功率微波器件等。包覆作为开拓GaN光电子器件应用的重要途径，被广大科研学者采用。氮化硼（BN）是直接宽带隙半导体材料，具有与GaN相同的结构和相近的晶格常数，具有良好的物化性质及负的电子亲和势，被广泛地应用于场发射器件及发光二极管等。因此鉴于两者的优良特性可制备BN包覆GaN纳米线复合结构来提升场发射器件及发光器件的性能。本文通过理论和实验两部分研究BN包覆GaN纳米线复合结构的性质和CVD制备。 在理论上，用密度泛函理论（DFT）研究了BN包覆GaN纳米线的电子结构和功函数。结果表明，BN包覆GaN纳米线复合结构的带隙稍微变宽，导带向高能方向稍有移动，电子亲和势减小；BN包覆GaN纳米线修饰了GaN纳米线的电子结构，复合结构导带底的电荷密度主要分布在B原子及其附近的N原子和Ga原子周围；BN包覆GaN纳米线使得GaN纳米线表面功函数（WF）稍有降低。 在实验上，采用化学气相沉积法（CVD）法，首先在Si沉底上制备出形貌比较好的GaN纳米线，然后使用B的前驱体在已经长好的GaN纳米线上进行二次生长BN材料进行包覆，使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X-射线衍射（XRD）、能谱（EDS）对BN包覆GaN纳米线复合结构进行表征，研究了不同前驱体和反应温度对BN包覆GaN纳米线复合结构的影响。结果表明，使用B2O3及C粉作为前驱体包覆结果最好；反应温度过低包覆不完全，反应温度过高有片状结晶生成，在800℃，包覆的形貌最好；GaN纳米线的制备符合V-L-S生长机制，BN的包覆符合V-S生长机制构。
氮化镓纳米线;复合结构;氮化硼;表面包覆;密度泛函理论;化学气相沉积;二次生长;宽禁带半导体材料
西安理工大学
硕士
物理电子学
李恩玲
2016
中文
TN304.055
57
2017-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）