GaN纳米线生长的影响因素与机理分析

摘要

基于气液固（VLS）反应机制，采用厚度为2～3nm的金属镍作为催化剂，金属镓和氨气分别用作Ⅲ族和Ⅴ族的生长源，在自行改造的化学气相沉积（CVD）设备内获得了大面积GaN纳米线。通过扫描电镜（SEM）、能量分散X射线荧光（EDX）谱和透射电镜（TEM）测试，表明GaN纳米线的成核及生长与反应室气路结构有密切关系，水平弯管式气路将有利于GaN纳米线的生长。此外，生长气流将直接影响GaN纳米线的生长状况，生长温度为920℃、NH3和N2的气流量分别为100和500cm^3／min时，可以获得形貌较好的纳米线。同时，探索了Ga源与样品位置间的距离对纳米线中Ga和N的质量分数的影响，并分析了其影响机理。