Si基氨化ZnO／Ga2O3薄膜制备GaN纳米线.pdf

第 26 卷 　第 5 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 26 　No . 5 2005 年 5 月 　　 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S 　　May ,2005 Si 基氨化 ZnO/ Ga O 薄膜制备 Ga N 纳米线 2 3 高海永 　庄惠照 　薛成山　王书运 　何建廷 　董志华 　吴玉新 　田德恒 ( 山东师范大学半导体研究所 , 济南 　2500 14) 摘要 : 利用射频磁控溅射法在 Si ( 111) 衬底上溅射 ZnO 中间层和 Ga O 薄膜 ,然后在管式炉中常压下通氨气对 2 3 ZnO/ Ga O 薄膜进行氨化 ,高温下 ZnO 层在氨气气氛中挥发 ,而 Ga O 薄膜和氨气反应合成出 GaN 纳米线. X 射 2 3 2 3 线衍射测量结果表明利用该方法制备的 GaN 纳米线具有沿 c 轴方向择优生长的六角纤锌矿结构. 利用扫描电子显 微镜 、透射电子显微镜 、傅里叶红外透射谱 、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌 、成分和晶格结 构. 研究发现 ZnO 层的挥发有利于 Ga O 和 N H 反应合成 GaN 纳米线. 2 3 3 关键词 : GaN 纳米线 ; ZnO/ Ga O 薄膜 ; 射频磁控溅射 ; 氨化 2 3 PACC : 8115C ; 8140 G ; 6 146 中图分类号 : TN 304 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2005) 05093 105 材料也是研究的热点之一[ 12 , 13 ] . 但当用氨气作为 1 　引言 GaN 生长的反应气体时 , 高温下 ZnO 会在氨气气 氛中挥发[ 14 , 15 ] ,所以应用 ZnO 作缓冲层时一般在较 近年来 ,一维纳米材料由于其独特的物理性质 低温度下生长 GaN 薄膜. 实验中我们在 900 ℃下通 和在纳米电子学与光电子学上的潜在应用而受到广 过氨化 ZnO/ Ga O 薄膜合成出六方纤锌矿结构的 2 3 泛的关注 ,在基础研究和制作新一代纳米器件方面 GaN 纳米线 ,通过这种方法来合成 GaN 纳米线尚 具有重要的应用价值[ 1 ,2 ] . GaN 是一种十分优异的 未见报道. 直接带隙 Ⅲ Ⅴ族化合物半导体材料 ,室温下禁带宽 度为 34eV [3 ] ,具有优 良的机械性质 、高发光效率 、 2 　实验 高热导率 、耐高温 、耐酸碱等特性 ,被誉为第三