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《中国科学院研究生院(物理研究所)》 2006年
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氮化铟一维纳/微米结构的可控制备和表征

罗述东  
【摘要】: 在Ⅲ族氮化物半导体中,InN具有优异的电子输运性质,在高频厘米和毫米波器件应用上具有独特的优势,这些特性引起人们对InN的极大兴趣。同时,近两年来的研究表明InN的带隙宽度大约在0.7eV,远低于早期的研究结果(1.9eV左右),目前这仍是人们争议的焦点之一。由于纳米半导体材料与相应的体材料相比,在光学性质、电学性质和光电转换方面都有显著的不同,因此,开展一维InN纳米结构的工作对理论研究和潜在的器件应用都具有重要意义。 本论文“氮化铟一维纳/微米结构的可控制备和表征”主要包括以下几方面工作: 第一,采用化学气相沉积工艺,分别以In_2O_3为In源、NH_3为N源原位合成直径均匀、结晶性很好、生长方向统一的纤锌矿结构InN纳米线,在此基础上通过调节生长参数,进而制备出纳米带和微米管结构。纳米结构产量高,从反应物到产物的转化率高,成份纯净。微米管为六边形截面的螺旋型结构,同时具有左手、右手螺旋,螺旋角分布宽。在系列实验和详细的形貌观察的基础上,对纳米线、纳米带和微米管的生长机理进行分析,发现InN基于自身演变从一种结构向另一结构变化的独特现象; 第二,采用Raman、光致发光、光吸收、PPMS、热重等分析手段研究了InN纳米/微米结构的光学、电学、热学等性质。观察到四个InN Raman散射的特征模以及它们的温度依赖现象。观察到InN纳米结构精细发光谱,并初步探讨了各荧光峰的起因。光吸收研究发现中心在0.2eV附近的吸收峰和Tauc光吸收边因产物的生长时间延长而规律性移动,该现象还与产物成分、几何结构相关。由于InN纳米线中高的自由载流子浓度,而导致材料表现出金属导电行为。TG与DSC分析表明InN纳米结构的起始分解温度和氧化温度分别为576和390℃; 第三,在低真空条件下对各种InN结构进行了热氧化处理,对InN纳米结构的氧化过程进行了研究,并获得In_2O_3/InN复合纳米结构。通过控制氧化处理,实现了六方纤锌矿型InN纳米/微米结构向体心立方结构In_2O_3的直接转化,并维持了反应物的原始几何形貌,且反应温度较低。为In_2O_3纳米/微米结构的合成提供了一条新途径。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.1

【引证文献】
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1 李锋锐;氮化铟及氧化铟纳米结构的制备及其表征[D];新疆大学;2011年
2 黄大海;一维氮化铟半导体纳米材料的合成与物性研究[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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9 赵紫军;(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究[D];长春理工大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级参考文献】
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1 潘葳,沈文忠;六方InN薄膜的载流子输运特性研究[J];物理学报;2004年05期
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1 蒋海峰;准一维纳米材料的气相合成、结构表征及发光性能研究[D];合肥工业大学;2006年
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