GaN纳米线生长的影响因素与机理分析

基于气液固（VLS）反应机制，采用厚度为2～3nm的金属镍作为催化剂，金属镓和氨气分别用作Ⅲ族和Ⅴ族的生长源，在自行改造的化学气相沉积（CVD）设备内获得了大面积GaN纳米线。通过扫描电镜（SEM）、能量分散X射线荧光（EDX）谱和透射电镜（TEM）测试，表明GaN纳米线的成核及生长与反应室气路结构有密切关系，水平弯管式气路将有利于GaN纳米线的生长。此外，生长气流将直接影响GaN纳米线的生长状况，生长温度为920℃、NH3和N2的气流量分别为100和500cm^3／min时，可以获得形貌较好的纳米线。同时，探索了Ga源与样品位置间的距离对纳米线中Ga和N的质量分数的影响，并分析了其影响机理。

HVPE生长的高质量GaN纳米柱的光学性能

GaN纳米材料因具有优异的晶体质量和突出的光学性能及发射性能,日益受到关注。研究了一种利用氢化物气相外延(HVPE)系统生长高质量的Ga N纳米柱的方法。使用镍作为催化剂,在蓝宝石衬底上生长出了GaN纳米柱。在不同生长时间和不同HCl体积流量下制备了多组样品,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)谱对样品进行了分析表征。测试结果表明,在较低的HCl体积流量下,生长2 min的样品具有较高的晶体质量和较好的光学性质。讨论了不同生长阶段的GaN纳米结构发光特性的变化规律,认为纳米结构所产生的表面态密度大小差异会造成带边峰位的红移和展宽。

SnO_2纳米结构的制备及发光特性

以Sn为源,在恒温1 000℃条件下,利用碳热蒸发方式,选取不同的退火时间,在溅射Au膜的Si衬底上生长出不同形貌的SnO2纳米结构。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对纳米结构进行表征,结果表明,Si衬底上生长的是具有金红石结构的SnO2纳米结构,此外用光致发光(PL)对样品进行测试,研究其发光特性,发现397 nm的发光峰是由结构缺陷或者发光中心如纳米晶粒和缺陷造成的,585 nm的发光峰是氧空位缺陷引起的。在此基础上对SnO2纳米结构的生长机制进行分析,发现其遵从VLS生长机制。在恒温条件下,退火时间对SnO2纳米结构的形貌有重要影响,因此可以通过选择不同的退火时间实现SnO2纳米结构的可控生长,得到性能良好的纳米结构。