gan材料的溶胶凝胶法制备及其团簇结构的研究

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1、西北大学硕士论文摘要氮化镓(G斟)是一种壹接带隙宽禁带半导体材料，在光电子和微电子器件等方面具有广泛的应用。目前其研究与应用已成为全球半导体研究的前沿和热点。本文用简单易行的低成本的溶胶凝胶法制备出了高质量的G蠢N粉体和薄膜材料，具有创新性和实际意义。采用Ga203为镓源、柠檬酸为络合剂制备出前驱体溶胶，再通过高温氨化退火制备G削粉体和薄膜。粉体样品的Ⅺm与FT双结果表明，当前驱体溶胶pH值为中性，氮化温度为950℃，氮化时间为90m洫时可制备出性能最佳的GaN纳米粉体；XRD分析与选区电子衍射分析表明，所制备的薄膜样品为纯的六方纤锌矿结构的＆IN薄膜，薄膜晶粒沿(002)晶面择优

2、取向；SEM和AFM结果表明G州晶粒的结晶度及薄膜表面平整度随退火温度的升高而提高；光致发光谱(PL谱)表明在35011In处出现了G烈本征发光峰；在拉曼谱分析中出现Al(TO)和El(To)两种声予模式；黜S测试表明样品中存在渤埘键。在Mg：G拼的PL谱中，存在450。490nm处的蓝光发射带，且随着掺杂浓度的增大蓝带向低能方向移动即发生红移。用密度泛函理论(DFT)研究了GanN3(n=1．6)和GanN2(n=2．7)中性团簇的几何结构、振动频率及稳定性。结果表明，N．N键在G洲3(n_1．6)团簇的形成中起着决定性的作用；n=3是该团簇的幻数。在GanN2(n_2—7)团簇

3、中，n一6是该团簇的幻数。研究发现两类团簇基态的最强振动频率中大部分与纤锌矿结构GaN的声子模式Al(阳)、El口0)、A1(LO)、El(LO)相近或相同，说明计算得到的团簇Ga-N键与G2lN纤锌矿结构的Ga_N键接近。该结论对解释纳米和薄膜材料的形成有指导意义。关键词：GaN纳米材料；溶胶一凝胶法；团簇；密度泛函理论西北大学硕士论文The鼬dyofP№pa糯tionandstmctllreofGaNmatcdals姆sol—gdMe协odAbstI曩ct￡融li醒l熊砸&簿aN)isal薹0Veo蝉妁强dse矗eo稚uc溆谢饿a蠡费ecla芏ld诚如b锄dgap，andc觚b

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