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氯化铝作为Ⅲ族氮化物之一,是直接带隙的半导体材料,其带隙宽度是6.2eV,使其在蓝、绿光以及紫外光的光电子器件方面有着广泛的应用潜力,受到人们广泛的关注。其热导率极高(320W.m.l,K.l),大约是Al203热导率的10倍,是集成电路中的散热材料以及大功率器件的理想导热材料;其热膨胀系数很低(4.3xl0-6/℃),与硅可以很好的匹配,可以应用于半导体器件的衬底材料;其具有高熔点以及高机械强度,作为复合材料的增强剂及添加剂方面有一定的应用;其电阻率极高,可以应用在高温及大功率器件的封装材料。 一维氮化铝纳米材料有很高的纵横比、完美晶体结构及新奇的纳米效应,在纳米器件及复合材料中有广泛应用。当前制备一维氮化铝纳米材料的方法有很多种,但这些制备方法必需昂贵设备,和需要苛刻的制备条件,需要不菲的成本,这就限制了它的基础研究及其应用。所以,日前的研究重点仍是低成本、简单以及高质量的制备方法。 本文以氯化铵( NH4CI)和金属铝粉(Al)为原料,在通入氮气(N2)气氛下在管式电阻炉采用直接氮化法制各出了AIN纳米线。通过对不同原料的质量比和不同反应温度制各的纳米线进行X射线衍射( XRD)和透射电予显微镜(STM)表征发现当氯化铵与铝粉的质量比为2:1、反应温度为1100℃时最适宜一维氮化铝纳米线生长。对制备的纳米线X射线衍射(XRD)和选择区域电子衍射(SAED)测试结果显示AIN纳米线为纯六方单晶结构,且其生长方向为[ool]方向。x-射线光电子能谱分析和光致发光谱分析表明,制各的氮化铝纳米线有少量的氧杂质。 本文还对此合成方法的化学反应过程进行了分析,确认了A1N纳米线的生长机理为气相生长机理,并利用晶体生长理论对A1N纳米线的生长机理进行了定性分析,确定了A1N纳米线生长的前期为气固生长机理(vs)。