半导体材料GaN和ZnO的制备，晶体生长及表征

摘要

本论文旨在探索无机半导体晶体材料的化学合成与生长路线。以水热、溶剂热技术为基础，利用各种控制方法和反应路线制备了多种半导体晶体，丰富和发展了水热法和溶剂热法制备技术。论文主要内容归纳如下：1.利用温和的反应路线，在高压釜内采用分置Ga源(金属Ga单质)和N源(NaNH2)的方法，通过扩散使它们逐渐接触，最终完成化学反应。实验温度从以往的高温合成降低至400-500℃，压强控制在100-500atm范围内。通过控制反应温度、反应时间等条件，来合成GaN纳米晶。用粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和红外光谱对产物进行了表征，并进一步研究其合成机理和物理化学性能。2.以传统的水热法为基础，辅以溶剂挥发技术，即水热卸压法生长ZnO单晶，丰富和发展了水热晶体生长技术。反应在碱性溶液中采用H2O2来氧化Zn单质。通过对体系饱和蒸气压、反应物浓度、温度、时间、PH值等反应条件的调节制备ZnO，实现了高质量ZnO的体相单晶的快速生长。用X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征。详细探讨了实验条件对产物的形貌的影响和晶体生长机理。

目录

文摘

英文文摘

第一章半导体材料研究进展与晶体生长

§1.1半导体材料的研究进展和趋势

§1.2半导体的基础理论

§1.3半导体材料的晶体生长

§1.3.1晶体生长方法

§1.3.2半导体材料晶体生长方法

§1.4水热与溶剂热合成与晶体生长

§1.4.1水热与溶剂热合成

§1.4.2水热与溶剂热体系的晶体生长

参考文献

第二章GaN的制备与表征

§2.1引言

§2.2 GaN概述

§2.2.1 GaN的结构与性质

§2.2.2 GaN的制备方法

§2.3实验部分

§2.3.1实验过程

§2.3.2样品表征

§2.3.3结果与讨论

§2.4本章小节

参考文献

第三章ZnO的水热制备和晶体生长

§3.1 ZnO半导体材料概述

§3.1.1 ZnO的结构与性质

§3.1.2 ZnO晶体的生长方法

§3.1.3 ZnO半导体材料的研究进展

§3.2 ZnO纳米晶的水热法制备

§3.2.1实验部分

§3.2.2样品表征

§3.2.3结果讨论

§3.3 ZnO单晶的水热氧化卸压(hydrothermal oxidative pressure-relief,HOPR)生长

§3.3.1实验部分

§3.3.2样品表征

§3.3.3结果讨论

§3.4本章小结

参考文献

硕士期间完成的论文及工作

致谢