GaN是一种重要的第三代半导体材料,但其晶体生长存在很大难度.该论文的目的是通过对熔盐体系的热力学和晶体生长机理以及工艺研究,发展一种在较温和的条件下生长GaN晶体的新方法.首先,找到了一种适合于生长GaN晶体的助熔剂Li<,3>N.用热力学计算和实验相结合的方法,对Li-Ga-N三元体系中的相平衡关系进行研究,得到了Li-Ga,Li-N和Ga-N三个二元系的相图,在此基础上,首次得到了Li-Ga-N三元系的相图.在计算所得相图的指导下,在实验室自主研制的单晶生长炉中用熔盐法进行了氮化镓晶体生长实验,探索了晶体生长工艺(包括气氛、组份、温度、降温速度)对GaN成核、生长形态和晶体生长速率的影响规律,以及GaN晶体的生长机制等.对晶体生长机制的研究表明,该晶体是通过自发成核,从Li-Ga-N三元溶液中生长出来的.生长室中N<,2>的压力,温度梯度等对GaN晶体生长具有重要影响.采用Li和Ga作初始原料,在摩尔比为4:6的成分配比下,在N<,2>气气氛下,得到了GaN微晶.利用拉曼散射、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、荧光发光谱对所得晶体进行表征,X射线衍射分析表明,所得晶体为六方结构;拉曼散射谱中,只有符合选择定则的振动模出现;GaN(101)峰摇摆曲线的半峰宽仅有11弧秒;晶体中位错密度约为10<5>cm<-2>.表明所得晶体结晶质量非常好.