GaN納米線的制備及納米管特性研究.pdf

1、氮化鎵(GaN)是一種性能非常優(yōu)異的寬禁帶半導體材料，具有優(yōu)良的光學、電學性質，且熱穩(wěn)定性和機械性能好，在光電子和微電子器件等方面具有廣泛的應用，GaN納米材料和塊體材料相比具有更優(yōu)異的特性。場發(fā)射作為一類獨特的電子發(fā)射方法，近年來備受關注，GaN半導體電子親和勢小(3.3eV)，而且物理性質和化學性質非常穩(wěn)定，有較高的熔點(1500℃)，是一種很有前途的場發(fā)射陰極材料，本論文主要研究了用CVD法制備GaN納米線的工藝;對單晶GaN納米

2、管進行了理論研究。
　　在實驗上，首先研究了在Si襯底上鎳納米催化劑顆粒的制備，在Si襯底上成功制備了大小均勻，且均勻分布的鎳納米催化劑顆粒;然后，研究用鎳催化化學氣相沉積(CVD)制備GaN納米線，得到了用鎳催化化學氣相沉積(CVD)制備GaN納米線的最佳工藝條件;用X射線衍射、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對樣品進行表征，用場發(fā)射測試儀對樣品進行了場發(fā)射特性測試，結果表明:合成的氮化鎵納米線為六方纖鋅礦結構，直徑在50-100

3、 nm，長度為幾微米，場發(fā)射特性與納米線表面粗糙度和線密度有關。
　　在理論上，我們采用密度泛函理論(DFT)與非平衡格林函數(NEGF)研究了內徑為0.92nm，壁厚為0.08 nm，0.26 nm和0.54 nm的飽和單晶GaN納米管的電子結構和輸運性質。結果表明:(1)飽和單晶GaN納米管都是直接帶隙，并且能隙隨著壁厚的增加而降低;(2)用兩極體系模型計算了電子態(tài)密度和電子透射譜，得出電子態(tài)密度和電子透射譜均有脈沖型尖峰，且