本文主要研究内容
作者郑苗颍（2019）在《AlN纳米线的可控制备及其发光性能研究》一文中研究指出：AlN禁带宽高达6.2ev,具有高的热导率、优异的化学稳定性、高的介电击强度、良好的电子迁移率等优点,广泛应用在基板和封装器件、光电子器件中。一维AlN纳米材料由于纳米效应和高长径比的影响,具有更优异的光电学性能,然而其产率、晶体结构、形貌及性能受合成工艺的影响,限制了其的开发与应用。为此,本文除采用Al粉直接氮化法合成AlN纳米线外,还在Al粉中引入NH4Cl和AlCl3,研究了合成温度、保温时间、N2流速、Al粉粒度、添加剂种类(NH4Cl、AlCl3和NH4C1-AlCl3)及加入量对化学气相沉积法制备产物的产率、形貌、生长方向及发光性能的影响,并探索了其生长机制。主要结果如下:采用Al粉直接氮化法在1000℃下合成了直径为20-90nm的AlN纳米线,其结晶性较好,沿[101]方向择优生长。随温度降低或升高,合成产率都逐渐减小,在1000℃时产率相对较高;合成温度过低或保温时间过短,可能由于少量O2的存在及气相过饱和度过低,容易生成A1203纳米球;N2流速过低或过高,生成AlN纤维直径差别较大;Al粉粒度越小,比表面积越大,容易有Al2O3纳米球生成。纳米线表面缺陷层的存在使其具有良好的发光性能,表明其在光电子器件中有潜在应用。在Al粉直接氮化法的基础上添加NH4Cl,采用化学气相反应法制备了大量形貌均一的AlN纳米线,其直径为10-50nm,长度达几百微米,结晶性较好,沿[002]方向择优生长。加入NH4Cl时能促进中间相AlCl3、AlCl和N2/NH3之间的反应,提高氮化产率,明显促进AlN的生成;当降低氮化温度(900℃),由于A1N的饱和蒸气压过低,导致产物的形貌较杂,除纳米线外,还夹杂有AlN颗粒和片状物;升高温度(1100℃),使得饱和蒸气压过高,合成的纤维直径差别较大(5-230nm)。合成纳米线的PL发光中心分别位于398nm(3.11eV)和510nm(2.43eV)处,具有较高的发光频率和发光强度。用AlCl3辅助化学气相反应法制备了大量AlN纳米线,且纳米线的尖端附着有Fe纳米颗粒。AlN纳米线直径为20-90nm,长度达数百微米,结晶性较好,沿[101]方向择优生长,其生长过程受AlCl3辅助的化学气相传输和气液固生长机制控制。AlCl3不仅促进中间相AlCl的产生,还促进催化剂Fe纳米颗粒的形成提高了氮化率,促进了纳米线的生成。随Al粉与AlCl3比例的增加,产物有AlN颗粒和较粗的纤维生成。用NH4Cl和AlCl3共同辅助化学气相反应法合成了大量直径为20-100nm的光滑AlN纳米线,一些纳米线尖端附着有FeCl3大颗粒,且在FeCl3颗粒上长出许多细小AlN纤维,其生长机制由气液固和气固机制主导。NH4Cl和AlC13不仅促进中间相AlCl和HCl的产生,还促进催化剂FeCl3的产生以提高氮化率,促进AlN纳米线的生成。合成的AlN纳米线的PL发光强度已达到105数量级,具有较高的发光频率。
Abstract
AlNjin dai kuan gao da 6.2ev,ju you gao de re dao lv 、you yi de hua xue wen ding xing 、gao de jie dian ji jiang du 、liang hao de dian zi qian yi lv deng you dian ,an fan ying yong zai ji ban he feng zhuang qi jian 、guang dian zi qi jian zhong 。yi wei AlNna mi cai liao you yu na mi xiao ying he gao chang jing bi de ying xiang ,ju you geng you yi de guang dian xue xing neng ,ran er ji chan lv 、jing ti jie gou 、xing mao ji xing neng shou ge cheng gong yi de ying xiang ,xian zhi le ji de kai fa yu ying yong 。wei ci ,ben wen chu cai yong Alfen zhi jie dan hua fa ge cheng AlNna mi xian wai ,hai zai Alfen zhong yin ru NH4Clhe AlCl3,yan jiu le ge cheng wen du 、bao wen shi jian 、N2liu su 、Alfen li du 、tian jia ji chong lei (NH4Cl、AlCl3he NH4C1-AlCl3)ji jia ru liang dui hua xue qi xiang chen ji fa zhi bei chan wu de chan lv 、xing mao 、sheng chang fang xiang ji fa guang xing neng de ying xiang ,bing tan suo le ji sheng chang ji zhi 。zhu yao jie guo ru xia :cai yong Alfen zhi jie dan hua fa zai 1000℃xia ge cheng le zhi jing wei 20-90nmde AlNna mi xian ,ji jie jing xing jiao hao ,yan [101]fang xiang ze you sheng chang 。sui wen du jiang di huo sheng gao ,ge cheng chan lv dou zhu jian jian xiao ,zai 1000℃shi chan lv xiang dui jiao gao ;ge cheng wen du guo di huo bao wen shi jian guo duan ,ke neng you yu shao liang O2de cun zai ji qi xiang guo bao he du guo di ,rong yi sheng cheng A1203na mi qiu ;N2liu su guo di huo guo gao ,sheng cheng AlNqian wei zhi jing cha bie jiao da ;Alfen li du yue xiao ,bi biao mian ji yue da ,rong yi you Al2O3na mi qiu sheng cheng 。na mi xian biao mian que xian ceng de cun zai shi ji ju you liang hao de fa guang xing neng ,biao ming ji zai guang dian zi qi jian zhong you qian zai ying yong 。zai Alfen zhi jie dan hua fa de ji chu shang tian jia NH4Cl,cai yong hua xue qi xiang fan ying fa zhi bei le da liang xing mao jun yi de AlNna mi xian ,ji zhi jing wei 10-50nm,chang du da ji bai wei mi ,jie jing xing jiao hao ,yan [002]fang xiang ze you sheng chang 。jia ru NH4Clshi neng cu jin zhong jian xiang AlCl3、AlClhe N2/NH3zhi jian de fan ying ,di gao dan hua chan lv ,ming xian cu jin AlNde sheng cheng ;dang jiang di dan hua wen du (900℃),you yu A1Nde bao he zheng qi ya guo di ,dao zhi chan wu de xing mao jiao za ,chu na mi xian wai ,hai ga za you AlNke li he pian zhuang wu ;sheng gao wen du (1100℃),shi de bao he zheng qi ya guo gao ,ge cheng de qian wei zhi jing cha bie jiao da (5-230nm)。ge cheng na mi xian de PLfa guang zhong xin fen bie wei yu 398nm(3.11eV)he 510nm(2.43eV)chu ,ju you jiao gao de fa guang pin lv he fa guang jiang du 。yong AlCl3fu zhu hua xue qi xiang fan ying fa zhi bei le da liang AlNna mi xian ,ju na mi xian de jian duan fu zhao you Fena mi ke li 。AlNna mi xian zhi jing wei 20-90nm,chang du da shu bai wei mi ,jie jing xing jiao hao ,yan [101]fang xiang ze you sheng chang ,ji sheng chang guo cheng shou AlCl3fu zhu de hua xue qi xiang chuan shu he qi ye gu sheng chang ji zhi kong zhi 。AlCl3bu jin cu jin zhong jian xiang AlClde chan sheng ,hai cu jin cui hua ji Fena mi ke li de xing cheng di gao le dan hua lv ,cu jin le na mi xian de sheng cheng 。sui Alfen yu AlCl3bi li de zeng jia ,chan wu you AlNke li he jiao cu de qian wei sheng cheng 。yong NH4Clhe AlCl3gong tong fu zhu hua xue qi xiang fan ying fa ge cheng le da liang zhi jing wei 20-100nmde guang hua AlNna mi xian ,yi xie na mi xian jian duan fu zhao you FeCl3da ke li ,ju zai FeCl3ke li shang chang chu hu duo xi xiao AlNqian wei ,ji sheng chang ji zhi you qi ye gu he qi gu ji zhi zhu dao 。NH4Clhe AlC13bu jin cu jin zhong jian xiang AlClhe HClde chan sheng ,hai cu jin cui hua ji FeCl3de chan sheng yi di gao dan hua lv ,cu jin AlNna mi xian de sheng cheng 。ge cheng de AlNna mi xian de PLfa guang jiang du yi da dao 105shu liang ji ,ju you jiao gao de fa guang pin lv 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的郑苗颍，发表于刊物郑州大学2019-07-03论文，是一篇关于纳米线论文,化学气相反应法论文,光致发光性能论文,郑州大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自郑州大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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