HCl气体辅助生长GaN纳米线阵列及其物性分析

One-dimensional GaN nanostructure has the advantage of GaN substance and the characteristics of low-dimension.It particularly applies in mesoscopic physics and nanodevice and becomes a hot subject in nitride. This project will research the fabrication and physical properties of the GaN nanowire with HCl gas to assist the growth of CVD.We will explore the way to get pure GaN nanowire without any catalyst and find out the relationship between GaN nanostructure (density,diameter,length)and growth parameter to make the GaN nanowire grown by free control.We will strictly do each step such as testing the nature of nanowire array,establishing the model of the dislocation changes,clarifying the growth mechanism of GaN nanowire array with the assistance of HCL,revealing the principle of making GaN nanowire array with high quality,improving the key technology for GaN nanodevices research and application..The applicant has researched GaN material in Chinese Academy of Science since 2004.He has especially worked on the growth of GaN nanowire and achieved some primary result in his research of making GaN nanowire.Also he has done some basic working for researching physical characteristics of GaN nanowire.

一维GaN纳米结构兼具GaN材料的优势和低维的特性，在介观物理和纳米器件中具有独特的应用，正成为氮化物研究领域中一个新的热点。本项目将采用HCl气体辅助CVD的方法生长GaN纳米线阵列并对其物理性能展开研究。探索在不使用金属催化剂的条件下制备纯净的GaN纳米线，明确GaN纳米线结构（密度、径度、长度）与生长条件之间的关系，最终实现结构的自由调控。通过测量一维纳米线阵列的特性，建立位错变化模型，阐明HCl辅助生长GaN纳米线阵列的生长机理，揭示纯净高质量GaN纳米线阵列材料的制备规律，完善其关键的制备技术，为一维GaN纳米器件的研制和应用奠定基础。申请人自2004年在中国科学院开始，一直从事GaN材料生长及物性研究，特别对于GaN纳米线制备展开过研制工作，并取得了初步的结果，同时对于GaN纳米线的物理特性也有一定的研究基础。

GaN作为宽禁带半导体材料，具有高发光效率、高热导率、高电阻率、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等一系列优点，可用于研制蓝绿发光器件、白光照明、激光全色显示、高频大功率电子学器件、超大规模集成电路的绝缘层和导热层等，可在航空航天、核仪器和核物理研究、太空探测、军事等极端环境或恶劣条件下广泛应用，被公认为是继Si和GaAs、InP之后的第三代半导体材料。一维GaN纳米材料具有GaN材料的优势和低维结构的特性，在纳米器件与介观物理中具有独特的应用，为研究物质的电学、机械、热传导等性能和维度的关系提供了一种理想的研究对象。本项目研究了GaN纳米线的制备方法，重点研究了基于HCl气体辅助CVD的方法生长GaN纳米线阵列并对其物理性能展开研究。利用扫描电镜（SEM）、能量分散X射线荧光（EDX）谱，探索在不使用金属催化剂的条件下制备纯净的GaN纳米线，明确GaN纳米线结构（密度、径度、长度）与生长条件之间的关系，最终实现结构的自由调控。总之，通过一维纳米线阵列的表征，阐明GaN纳米线阵列的生长机理，揭示纯净高质量GaN纳米线阵列材料的制备规律，完善其关键的制备技术，为一维GaN纳米器件的研制和应用奠定基础。