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1、氮化镓纳米晶的低温固相合成姓名：化泽瑞学号：1007044108院系：化学系专业：应用化学指导教师：焦晨旭完成日期：2013-10-6氮化镓纳米晶的低温固相合成摘要在400-550℃利用氮化镓作为镓源，氨基钠作为氮源与金属镁粉在不锈钢高温反应斧内反应制备出氮化镓纳米晶。X射线粉末衍射显示制备得到的样品是六方相氮化镓，与数据库内的标准卡片（JCPDScardNo.76-0703）基本一致。另外，从产物的X射线衍射花样和透射电镜照片中发现，随着反应温度的升高，产物的结晶性越来越好，产物的尺寸越来越大。我们对氮化镓进行了热重分析，测试
2、结果表明实验中制备的氮化镓在空气气流中750℃以上才开始被氧化，在氮气气氛中，1000℃以下没有明显的质量变化，这说明了产物氮化镓有着较好的抗氧化性和热稳定性。关键词：氮化物，纳米材料AbstractGaNnanocystallinewassynthesizedinastainlesssteelautoclaveat400-550℃byusingGa2O3asgalliumsourceandNaNH2asnitrogensource.X-raypowderdiffraction(XRD)patternindicatedthatt
3、heproductwashexagonalGaN,whichisconsistentwiththedatabaseofstandardcard(JCPDScardNo.76-0703).Inaddition,theGaNnanoparticlesrecrystallizeandgrowwithincreasingreactiontemperature.Theproductwasalsostudiedbythethermogravimetricanalysis(TGA).Theresultsindicatedthatithadgo
4、odthermalstabilityandoxidationresistancebelow750°Cinairand1000°Cinnitrogenatmosphere.Keywords:nitrides,nanomaterials.-8-目录1.1引言·······················································（2）1.2氮化镓的制备与表征·········································（2）1.2.1实验步骤及产物表征············
5、·························（2）1.2.2实验结果与讨论·········································（3）1.3小结······················································（8）参考文献······················································（9）氮化镓纳米晶的低温固相合成1.1引言氮化镓(GaN)是一种具有化学性质很稳定(在室温下不溶于水,不与酸和碱反应),硬度强
6、,耐高温,导热性和机械性能都非常好等优异的性能的半导体材料。氮化镓因为具有一系列优异的性能而成为很多电子器件的理想材料。氮化镓是一种直接带隙跃迁的半导体化合物,在室温下其禁带宽度为3.40eV,属于宽带隙半导体材料。目前,氮化镓已经被广泛应用于波谱范围在紫外区和蓝光的光学器件和高温电子器件上,全色大屏暮显示器和高亮度半导体二极管指标灯都利用到氮化镓及相关材料。通常氮化镓晶体有三钟晶体结构,最常见的氮化镓是以纤锌矿结构形式存在,还有另外两种结构是属于立方相结构(闪锌矿结构和岩盐相结构)。岩盐相的氮化镓一般只存在于超高压(大于37M
7、Pa)的状态下,当压力释放到大约25MPa时,六方相氮化镓就开始出现了,当压力完全释放时,岩盐相的氮化镓就会完全消失。最近几年,已经报道了很多种制备不同形貌氮化镓的方法:(1)模板法限制反应生长法制备了一维氮化镓纳米材料(如范守善报道了利用碳棒作为模板生长出有序且大小均一的氮化镓纳米棒,Cheng研究组借助于模板在阳极招膜上组装出高度有序的氮化镓纳米线,杨培东研究组利用氧化梓纳米线作为模板制备得到排列有序的氮化镓纳米管）；(2)气-液-固机制的催化反应生长法制备顶端带有纳米尺寸的金属颗粒的纳米线(即用激光剥离含有金属催化剂的氮化
8、镓紀,可以制备出氮化镓纳米线）；(3)多孔阳极氧化铝膜模板法(以多孔阳极氧化铝为模板,用金属镓和氧化镓的混合物粉末为反应原料可以制备丝状的氮化镓纳米线）；-8-(4)催化电弧放电法,Han研究组利用催化电弧放电法合成了氮化镓纳米棒和GaN/C复合材料；(5)气相
