【摘 要】
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半导体纳米材料是当今材料学研究最重要的一部分,其优异的特性决定了它巨大的发展潜力。以Ⅲ-Ⅴ族化合物材料为代表的第三代半导体材料,具有直接带隙、高电子迁移率和高热导
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半导体纳米材料是当今材料学研究最重要的一部分,其优异的特性决定了它巨大的发展潜力。以Ⅲ-Ⅴ族化合物材料为代表的第三代半导体材料,具有直接带隙、高电子迁移率和高热导率、稳定的物理和化学性质使其成为各国科研人员研究的热点。AlxGa1-xN作为Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,其禁带宽度可以在3.4eV(GaN)到6.2eV(AlN)范围之间连续可调,截止波长可覆盖200nm-365nm波段范围,是制作紫外发光二极管(LED)和紫外探测器的理想材料[1]。本文在基于溶胶-凝胶法和高温氨化法两步法基础上,分别选取硝酸镓为镓源,硝酸铝和氯化铝为铝源,氨气为氮源,柠檬酸为络合剂,通过添加适量的催化剂和改变实验工艺条件,制备出AlxGa1-xN(0≤x≤1)。对于所制备出的样品,用XRD分析、SEM分析测试其成分、结构和表面形貌,用PL谱分析、椭圆偏振光谱分析测试其光致发光和光学特性,用HaLL分析测试其电学特性,结果表明制备出了GaN、AlN、AlxGa1-xN(0≤x≤1)薄膜材料和GaN纳米棒,并研究了其光学和电学性质的变化差异。采用第一性原理的密度泛函理论,用CASTEP软件包建立AlxGa1-xN(x=0.5)结构模型并进行计算分析,研究当引入单原子缺陷时其能带结构和电子态密度的影响,分析了其光电学性能随x的变化规律,结果与实验数据趋势一致,进一步证明了实验制备出的材料性能是可靠的。
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