氨化Si基Ga_2O_3/In制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM),透射电镜(TEM)对样品进行结构,形貌的分析。测试结果表明:用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好。

氨化Si基Ga_2O_3/In_2O_3制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In2O3膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行结构、形貌的分析。测试结果表明,用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好。

Mn掺杂Ga_2O_3薄膜的结构及光吸收性能研究

采用磁控溅射法在Si(111)和玻璃衬底上制备出不同Mn掺杂含量的Ga2O3薄膜,使用扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等对Mn掺杂Ga2O3薄膜的表面形貌、结晶特性和光吸收性能进行了研究。结果表明,适量掺杂Mn可抑制薄膜的晶格膨胀,促进Ga2O3薄膜晶粒的定向生长,得到尺寸分布较均匀的多面体晶粒。Mn掺杂使Ga2O3价带顶向带隙延伸,光学带隙变窄,吸收边红移,近紫外区吸收增强。

Ga_2O_3催化剂上CO_2气氛中丙烷脱氢反应的研究

考察了Ga2O3对于丙烷脱氢和CO2气氛脱氢反应的催化性能.结果表明,Ga2O3具有较高的催化活性,其性能优于传统的Cr2O3脱氢催化剂.催化反应可能经过了一个丙烷异裂的过程,其中CO2是通过逆水煤气反应和Boudouard反应来促进催化剂性能的,在高于823K时该促进作用更为明显.催化剂的催化活性和其表面酸密度密切相关,在Ga2O3结构中,四配位Ga3+是其酸位的来源,并通过质子与氧化物的共同作用促进反应进行.催化剂的失活是由于表面的积碳和活性氧的消耗共同造成的.同时还对Ga2O3作为丙烷脱氢反应的催化剂的催化反应机理进行了初步探讨.

氨化Si基Ga_2O_3/Al_2O_3制备GaN薄膜

研究了 Ga_2O_3/Al_2O_3 膜反应自组装制备 GaN 薄膜。首先利用磁控溅射法在硅衬底上制备 Ga_2O_3/Al2O3膜,再将Ga_2O_3/Al_2O_3 膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到了 GaN 薄膜。用 X 射线衍射(XRD),X 光光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和 荧光光谱(PL)对样品进行结构、组分、形貌和发光特性的分析。测试结果表明:用此方法得到了六方纤锌矿结构的 GaN 晶体膜。

In:Ga_2O_3氧化物半导体晶体的生长与性能研究

β-Ga_2O_3晶体是一种新型宽禁带氧化物半导体材料,本征导电性差。为了在调控导电性能的同时兼顾高的透过率和结晶性能,离子掺杂是一种有效的途径。采用光学浮区法生长出f8 mm×50 mm蓝色透明In:Ga_2O_3晶体,晶体具有较高的结晶完整性。In^(3+)离子掺杂后,β-Ga_2O_3晶体在红外波段出现明显的自由载流子吸收,热导率稍有减小。室温下,In:Ga_2O_3晶体的电导率和载流子浓度分别为4.94×10^(-4)S/cm和1.005×1016 cm^(-3),其值高于β-Ga_2O_3晶体约1个数量级。In:Ga_2O_3晶体电学性能对热处理敏感,1200℃空气气氛和氩气气氛退火后电导率降低。结果表明,In^(3+)离子掺杂能够调控β-Ga_2O_3晶体的导电性能。

Si基氨化ZnO/Ga_2O_3薄膜制备GaN纳米线

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3 薄膜,然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3 薄膜进行氨化,高温下ZnO层在氨气气氛中挥发,而Ga2O3 薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线.X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构.研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3 和NH3 反应合成GaN纳米线.

Ga_2O_3氮化法合成GaN粉体的研究

在管式电炉中,采用Ga2O3与NH3高温常压下反应生成了GaN粉体。通过XRD和AFM对生成物进行了分析,并研究了各种工艺参数如反应温度、保温时间、NH3的流量及反应气氛等因素对生成GaN粉体的影响。结果表明用高纯Ga2O3与NH3在温度为1100℃,NH3流量为26L/h时能够合成高纯度的六方GaN粉体。

Ga_2O_3紫外光探测器的研究进展

介绍了紫外光探测器的发展背景、基本工作原理,并从光导型和光伏型探测器两个方面综述了近10年来Ga2O3基探测器的研究现状。重点介绍了材料制备、掺杂等工艺参数对其紫外光探测性能的影响以及存在的问题,并对以后的研究工作进行了展望。

氨化硅基Ga_2O_3/Al_2O_3制备GaN薄膜性质研究

研究了Ga2O3/Al2O3膜反应自组装制备GaN薄膜。首先利用磁控溅射法在硅衬底上制备Ga2O3/Al2O3膜,再将Ga2O3/Al2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜。用傅里叶红外谱仪(FTIR),X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对试样进行结构、组分和形貌分析。通过分析薄膜各方面的性质,得出了用此方法制备氮化镓薄膜的Al2O3缓冲层最佳的厚度为15nm左右,最佳氨化条件是在900℃下氨化15min。

氨化温度对氨化Ga_2O_3/Al膜制备GaN纳米结构材料的影响

采用磁控溅射的方法在Si(111)衬底上溅射沉积了Ga2O3/Al膜,并通过氨化的方法在Si(111)衬底上获得了GaN纳米结构材料,研究了不同的氨化温度对生成GaN纳米结构材料的影响。对样品进行了傅立叶红外吸收(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及高分辨电镜(HR-TEM)测试,分析了不同温度对GaN样品的结构、组分和形貌等特性的影响。结果表明,用该方法在950℃的氨化温度下得到了大量的六方GaN纳米棒。

Ga_2O_3/凹凸棒石复合催化剂的制备及催化合成肉桂酸环己酯

采用浸渍法由凹凸棒石负载氧化镓(Ga2O3)制备了Ga2O3/凹凸棒石复合催化剂。用IR、XRD、BET、TEM对催化剂结构进行了表征,并通过肉桂酸环己酯的合成,对催化剂制备条件、催化活性和反应动力学特性进行了考察。结果表明:催化剂的最佳制备条件是Ga2O3负载量为催化剂总质量的10%,焙烧温度450℃;在肉桂酸环己酯合成过程中,当n(肉桂酸)∶n(环己醇)=1∶4.5(其中肉桂酸0.02 mol)、催化剂用量0.5 g、反应温度130℃、反应时间70 min时,产品平均酯化率为95.0%,催化剂经5次重复使用,酯化率仍达81.5%;反应为准二级反应,表观活化能为90.78 k J/mol,130℃时反应速率常数为1.03×10-2L/(mol·min)。

热氧化法中温度对Ga_2O_3薄膜性质的影响

利用干热氧化方法,对蓝宝石衬底上沉积的GaN薄膜进行热氧化处理制备出了Ga2O3薄膜.研究了氧化温度对Ga2O3薄膜的结构、形貌、氧化层厚度和化学组分的影响.X射线衍射结果显示,氧化后的GaN薄膜上形成了Ga2O3薄膜.当氧化温度处在850-950℃时,Ga2O3薄膜呈现出单一的β型结构,而当氧化温度高于1000℃时,Ga2O3薄膜呈现出多晶结构.扫描电子显微镜测试显示,Ga2O3薄膜的表面由三角岛状结构组成,这些岛具有直线边界,岛的尺寸随着氧化温度的升高而逐渐增加.Ga2O3薄膜的厚度随着氧化温度的升高迅速增加,拟合结果显示,氧化层厚度和氧化温度之间为指数依赖关系.利用X射线能谱测试,研究了Ga2O3薄膜中元素组成情况.

GaOOH和Ga_2O_3的制备及光学性能研究

采用水热法制备了不同形貌和尺寸的GaOOH前驱体。通过XRD、SEM和TEM进行表征,并探讨分析了GaOOH的生长机理。结果表明,前驱液的pH值对GaOOH的形貌有明显的调控作用并对其结晶度有一定影响。然后将制备的GaOOH前驱体分别在温度为600℃和900℃的空气中煅烧转化成了α-Ga2O3和β-Ga2O3。煅烧后的产物具有良好的形貌继承性。荧光光谱测试(λex=250 nm)结果显示,pH值为5时制备的GaOOH和Ga2O3的发射峰位于415 nm和465 nm,而在pH值为3和8时的发射峰均位于370 nm和465 nm。

氨化温度对氨化Si基Ga_2O_3/Cr膜制备GaN纳米结构的影响

采用磁控溅射的方法在Si(111)衬底上溅射沉积Ga2O3/Cr膜,并通过氨化的方法在Si(111)衬底上成功合成了六方纤锌矿GaN纳米结构材料,研究了不同的氨化温度对合成GaN纳米材料的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、傅里叶红外吸收(FTIR)光谱来检测样品的形态,结构和成分,并且讨论了GaN纳米结构的生长机理。研究结果表明,在Cr催化合成GaN纳米结构的过程中,氨化温度对其有重要影响,最佳温度是950℃。

氮化Si基ZnO/Ga_2O_3制备GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si衬底上先溅射ZnO缓冲层,接着溅射Ga2O3薄膜,然后ZnO/Ga2O3膜在管式炉中常压下通氨气进行氮化,反应自组生成GaN薄膜。XRD测量结果表明,利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构的薄膜,利用SEM观测了其表面形貌,PL测量结果发现了位于351nm处的室温光致发光峰。

催化剂对热蒸发CVD法生长β-Ga_2O_3纳米材料的结构及发光特性的影响

用热蒸发CVD法制备了β-Ga2O3纳米材料,探讨了Au催化剂对纳米结构和形貌的影响,并研究了其光致发光特性。X射线衍射(XRD)分析显示产物为单斜结构的β-Ga2O3。扫描电子显微镜(SEM)测试表明:Au催化剂颗粒尺寸较小时,制备的产物为尺度均匀的β-Ga2O3纳米线,宽度小于100 nm,长度为几微米至几十微米;增加催化剂颗粒尺寸时,制备出的β-Ga2O3纳米结构的尺度变大,形貌由纳米线逐步形成纳米带、片等形状。β-Ga2O3纳米结构在波长516 nm处有很强的绿光发光带,而且随着催化剂颗粒尺寸的增加,发光强度和峰位'红移'现象逐渐减弱。

超长β-Ga_2O_3纳米线的合成

采用溶剂热法以二甲苯作为溶剂,NaN3作为氮源,GaCl3作为镓源,合成GaN为中间产物,进而以空气为氧源来合成Ga2O3,反应温度为350℃。热处理后,成功得到了-βGa2O3超长纳米线,通过X射线衍射(XRD)、红外射线(IR)、透射电子显微(TEM)、选区电子衍射(SAED)、高分辨率的透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)、X射线荧光光谱(EdX)等表征发现,所得-βGa2O3超长纳米线是沿着[00 1]晶向自堆垛生长的,PL研究表明,氧化镓主要有两个强的发射峰,分别在416 nm和580 nm处(λ发射=250 nm)。

溅射Ga_2O_3反应自组装和脉冲激光沉积(PLD)法制备GaN薄膜

用溅射Ga2O3反应自组装和脉冲激光沉积(PLD)法分别在硅和蓝宝石衬底上制备CaN薄膜,用X射线衍射图谱(XRD)和原子力显微镜(AFM)对GaN薄膜的结构和形貌进行分析,结果表明,采用两种方法在两种衬底上均可制备出结晶较好的CaN薄膜,但硅衬底上制备的GaN薄膜的晶粒明显大于在蓝宝石衬底上制备的GaN薄膜的晶粒,进一步表明硅基溅射Ga2O3反应自组装GaN薄膜晶化程度较高.

超宽禁带半导体Ga2O3微电子学研究进展

半导体材料Ga2O3是继宽禁带半导体材料SiC/GaN之后新兴的直接带隙超宽禁带氧化物半导体,其禁带宽度为4.5~4.9eV,击穿电场强度高达8MV/cm(是SiC及GaN的2倍以上),物理化学稳定性高,在发展下一代电力电子学和固态微波功率电子学领域具有较大的潜力。自2012年第一只Ga2O3场效应晶体管诞生以来,Ga2O3微电子学的研究呈现快速发展态势。本文综述了β-Ga2O3单晶材料和外延生长技术以及β-Ga2O3二极管和β-Ga2O3场效应管等方面的研究进展,介绍了β-Ga2O3材料和器件的新工艺、新器件结构以及性能测试结果,分析了相关技术难点和创新思路,展望了Ga2O3微电子学未来的发展趋势。