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GaN是一种宽带隙(禁带宽度是3.4 eV)半导体材料,其化学和物理稳定性好,具有电子饱和迁移率高、临界雪崩击穿电场强度大、热导率高、耐高温、介电常数小等优点,在蓝、绿发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、紫外探测器和大功率器件方面具有发展潜力,因此,GaN成为新一代化合物半导体材料的研究热点。 本论文主要研究了GaN纳米线的制备工艺,并利用密度泛函理论对GaN纳米线进行了理论研究。 研究了用Pt催化剂CVD法制备GaN纳米线的最佳工艺条件;并研究了氨气流量和氨化时间对制备GaN纳米线形貌的影响,得出可控制备GaN纳米线的条件,对GaN纳米线进行了XRD、SEM、TEM和场发射测试,结果表明,通过控制氨气流量和氨化时间可以制备不同形貌的GaN纳米线;GaN纳米线的场发射特性与纳米线的形貌和密度有关。 构建了不同直径的GaN纳米线模型,用密度泛函理论和非平衡格林函数方法计算了GaN纳米线的能带、两极体系的电子态密度、电子传输谱及电流电压特性,结果表明GaN纳米线的带隙是直接带隙,随着直径的增大而减小;两极体系的电子态密度和传输谱具有脉冲型尖峰,而且电子态密度的脉冲峰与传输谱的脉冲峰在能量轴上是相对应的;所计算的纳米线均表现出半导体特性,在±2.5eV处出现负微分电阻效应。