低维AlN纳米材料的可控生长及其MSM型紫外探测器的制备

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhyhh123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,低维(例如一维和二维)第三代半导体材料具有新颖的物理、化学特性,其在纳米光电器件等诸多领域展现出了广阔的应用前景。AlN作为第三代半导体材料的重要组成部分,具有宽的禁带宽度、高的表面声波速度以及高的热导率,是紫外及深紫外光电器件的首选材料。然而,目前低维AlN纳米材料的尺寸和结构形态无法精确控制、有效单位产量低等难题一直制约着AlN基紫外探测器的发展。本论文针对上述问题,采用等离子体辅助化学气相沉积技术(Plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD),对低维AlN纳米材料的可控生长及质量优化展开了一系列工作,并成功制备了低维AlN基紫外探测器。主要的研究内容和结论如下:(1)通过结构设计与工艺调控,实现了三维AlN薄膜、二维AlN纳米片及一维AlN纳米棒的相互转化及可控生长。催化剂对低维AlN材料的形貌有着决定性的作用。NH3流量、生长温度及射频功率均会显著影响低维AlN纳米材料的形貌及质量。为了获得高质量的低维AlN纳米材料,NH3流量需要足够高,以充分抑制AlN的横向生长;生长温度及射频功率均会对化学反应的活化能产生较大的影响,需相互匹配。(2)发现了一种新型结构的AlN纳米片,详细研究了该AlN纳米片周期性循环生长机理,为制备高质量的低维AlN纳米材料提供了一种新的思路。该AlN纳米片宽度可达8μm,由排列一致、密度均匀的高质量单晶AlN纳米棒层状堆叠而成,AlN纳米片的比表面积明显增加,并间接实现了大面积、排列及取向高度一致的单晶AlN纳米棒的可控生长,为大面积、高质量的低维纳米材料的制备提供了一种新的思路。并详细研究了该AlN纳米片随生长时间周期性出现的特点,揭示了AlN纳米片的循环生长机理。(3)设计并制备了金属-半导体-金属(MSM)型AlN纳米片紫外探测器,研究了不同形貌的AlN纳米片对探测器暗电流的影响。在1V和5V的偏压下,AlN纳米片探测器的暗电流均为nA量级,最小的可达5.27 nA@5V、0.21 nA@1V。与同等条件下的AlN薄膜探测器(暗电流为μA量级)相比,AlN纳米片探测器的暗电流大小下降了几个数量级,说明在紫外探测领域,低维纳米材料相较于薄膜或其他体材料而言有着巨大优势。综上,本论文实现了不同维度AlN材料的相互转化及可控生长,并通过间接的方法获得了大面积、高质量且易于提取的AlN纳米棒,设计并制备了AlN纳米片紫外探测器,为高质量的低维AlN材料的制备及其紫外探测器性能的提升提供了一种新思路。
其他文献
目的:敷和备化方是全国名老中医荣远明教授治疗肝癌(Hepatocellular Carcinoma HCC)的验方,治疗HCC临床效果良好。本研究旨在通过分离、培养CD133+Hep G2肝癌干细胞,用敷和备
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和环境友好等特点,被广泛应用在便携式电器和电动汽车领域。锂离子电池的关键技术之一是开发新型的高比容量负极材料。硅的储量丰富,其理论容量是目前商用负极材料石墨的10倍,是最有潜力的负极材料,但硅在充放电过程中的体积膨胀和粉化问题严重制约了它的商业化进程。目前,改善锂离子电池硅材料负极的主要策略是纳米化、多孔化,或将它与其它材料进行复合。本文通过物理溅射沉积技术制备
随着社会经济的快速发展,水环境污染问题也越来越严重,尤其是工业废水对周边环境的污染,而在工业废水中往往是由多种污染物造成的复合污染。而采用检测手段一次只能检测出特定的一个或多个污染物指标。所以,现在需要一种方便快捷有效方法来检测工业废水中的复合污染,并且可以将污染物之间的联合效应直接或间接反映出来的一种检测方式。目前为止,也有很多的学者在研究复合污染,但是这些研究还远远不够,并且研究深度较浅。所以
吲哚由于其具有特殊的化学性质与化学结构,是构筑其他重要复杂化合物的基本结构单元,在医药、农药、工业制品、食品及高性能材料等领域具有广泛的应用。大量实验证明氯取代基的存在对于生物活性具有重要的意义,是生物活性的先决条件。因此设计合成结构新颖的含有氯取代基的吲哚骨架杂环化合物是具有一定切实意义的工作。本论文分为四个部分:第一部分,在查阅了相关文献的基础上,对含氯代吲哚骨架的杂环化合物进行综述。第二部分
采用荧光强度比技术的光学温度传感器是一种极具应用前景的非接触式测温工具,其中,稀土上转换发光材料应用于温度传感领域具有其他发光材料无法比拟的优势。但是,目前报道的上转换发光材料的测温性能普遍较差,且性能难以得到有效改善,限制了该材料的实际应用。与常被选作为上转换光学温度传感器的基质材料氟化物相比,氧化物具有更优越的物理和化学稳定性能,更适用于温度传感领域。因此,本文以具有良好物理和化学稳定性的复合
目的:旋转复位法治疗腰椎间盘突出症有很好的临床疗效,心理干预辅助治疗在临床应用中越来越被重视,身心健康是现代医学追求的最高目标。本研究采用旋转复位手法联合心理干预
米槁(Cinnamomum migao H.W.Li)系樟科(Lauraceae)樟属(Cinnamamum)的常绿高大乔木,是我国特有的药用植物。其干燥果实大果木姜子是贵州省十大苗药之一,用于治疗心胃肠方面的
研究区位于北秦岭-祁连造山带与鄂尔多斯盆地结合部位。针对该地区的研究对于研究中国大陆的形成演化过程具有重要的地质意义,是近年来的研究热点。在宝鸡县功镇冯家山水库南部出露有一套火山岩,陕西地质调查院(2003)在调查中沿用之前的观点,把该套火山岩划归熊耳群,但是其在形成时代、岩石组合以及形成环境等各个方面与经典的熊耳群有所差异,而与葫芦河群较相似。因此本文以该套火山岩为主要研究内容,从岩石的薄片鉴定
全民健身计划的实现依赖于健身路径的建设与管理,是居民开展体育健身活动中不可或缺的一部分,给居民提供了良好的健身平台,同时也表现出了群众对全民健身路径的需求。本文以兰州新区健身路径的建设与管理作为研究对象,通过运用文献综述法、专家访谈法,对国内学者研究全民健身路径的文献情况进行了分析,然后又通过问卷调查法、实地调查法,对兰州新区全民建设路径的建设与管理情况以及居民对健身路径的满意度进行了调查。发现当
研究区地处青海省橡皮山地区,位于柴北缘构造带和南祁连构造带之间的宗务隆裂陷槽内,经历了复杂的地质过程。本文在野外地质调查的基础上,以沉积学基本思想为指导,从岩石特征