氮化铟和铟镓氮纳米颗粒的制备及其特性研究

摘要

具有较宽带隙的Ⅲ族氮化物是制备蓝光到紫外光波段发光器件的理想材料,近十多年来成为人们研究的热点.具体来说,Ⅲ族氮化物包括AlN、GaN和InN,以及他们的合金,如InGaN、AlGaN等.在GaN的发光二极管和激光二极管成功实现商品化的激励下,探索Ⅲ族氮化物的纳米颗粒在量子点激光器方面的应用逐渐成为人们下一个努力的方向.在该文中,我们利用高压直流脉冲放电的方法先后合成了InN和InGaN的纳米颗粒,并对其特性进行了研究.（一）系统回顾了半导体量子点理论,并根据理论结果对Ⅲ族氮化物纳米颗粒的玻尔激子半径和由不同程度的量子束缚效应引起的光谱蓝移量进行了计算.（二）通过对氮气,氨气和氮氨混合气体放电等离子体的光谱诊断,得到了有效产生原子态氮的实验条件,即当NH<,3>和N<,2>以1/9的比率混合时,在很宽的气压范围内,其脉冲放电等离子体中都能够产生较高含量的原子态的氮.（三）利用高压脉冲放电的方法,我们合成了InN纳米颗粒,其中在氮氨混合气体中得到了无氧InN的纳米颗粒.（四）观察到了InGaN纳米颗粒的受激发射行为,其发射波长位于380nm.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1 Ⅲ族氮化物成为研究热点

1.2 Ⅲ族氮化物纳米颗粒研究的进展

1.3本文的主要内容和结构

参考文献

第二章半导体量子点理论

2.1球形对称势阱中的粒子

2.2 氢原子模型

2.3半导体量子点中量子束缚机理分类

2.3.1弱束缚机理

2.3.2强束缚机理

2.3.3中等束缚机理

2.4 Ⅲ族氮化物中准粒子的玻尔半径及其量子点的蓝移量计算

参考文献

第三章Ⅲ族氮化物纳米颗粒的合成与表征方法介绍

3.1实验中采用的合成方法

3.2实验中所使用的测试方法

参考文献

第四章直流高压脉冲方法产生原子态氮的研究

4.1气体放电中的相互作用

4.2光谱测量

4.3放电等离子体的温度与电子密度

4.4氮氨混合气体放电机理讨论

参考文献

第五章无氧氮化铟纳米颗粒的制备和研究

5.1样品合成的试验条件

5.2样品测试

5.3结论

参考文献

第六章铟镓氮量子点的制备与其受激发射光谱的研究

6.1样品合成的实验条件

6.2样品测试

6.3结果讨论

6.4结论

参考文献

第七章总结与展望

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