Studie zur Charakterisierung und Wachstumsmechanismen von niedrigdimensionalen InP-Materialien

NIU Yanping ,  

MA Shufang ,  

DONG Haoyan ,  

YANG Zhi ,  

HAO Xiaodong ,  

HAN Bin ,  

WU Shengli ,  

DONG Hailiang ,  

XU Bingshe ,  

摘要

Indiumphosphid, ein wichtiges III-V-Halbleitermaterial, hat aufgrund seiner einzigartigen optischen und elektrischen Eigenschaften in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erlangt. Zahlreiche Studien zeigen, dass es potenzielle Anwendungen in den Bereichen Optoelektronik, Katalyse und Medizin bietet. Derzeit bestehen jedoch noch einige Probleme bei der kontrollierten Herstellung und der großtechnischen Synthese von niedrigdimensionalen InP-Nanomaterialien. Zur Lösung dieser Probleme wurde die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) verwendet, um erfolgreich eine große Menge hochwertiger InP-Nanodrähte auf Si/SiO2-Substraten herzustellen, und mittels In-situ-Wachstum wurden viele InP-Nanopfeiler auf polykristallinen InP-Substraten gezüchtet. Die Morphologie der hergestellten Nanomaterialien wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie (SEM) untersucht. Die Nanodrähte zeigten glatte Oberflächen, mit Durchmessern zwischen 30 und 65 nm, und die Dicke der durch Nanodrähte gebildeten Schicht betrug etwa 35 μm; die Verteilung der Nanopfeilerdurchmesser lag bei 550 bis 850 nm, und die Dicke der Nanopfeilersschicht betrug ungefähr 12 μm. Die Zusammensetzung der hergestellten Nanomaterialien wurde mit energiedispersiver Spektroskopie (EDS) und Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) analysiert und bestätigte, dass diese aus InP bestehen. Die chemische Struktur der Nanomaterialien wurde mittels Raman-Spektroskopie bestimmt und weitergehend analysiert. Die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) wurde verwendet, um die Mikrostruktur der Nanomaterialien zu beobachten. Die Studie ergab, dass die hergestellten Nanodrähte eine hohe Kristallinität aufweisen und entlang der Richtung[111]wachsen. Die Analyse der kristallinen Eigenschaften mittels selektiver Elektronendiffraktion (SAED) zeigte deutliche Beugungspunkte, die auf eine einkristalline Struktur hinweisen. Die photolumineszenten Eigenschaften wurden mittels Photolumineszenz-Spektroskopie (PL) analysiert und weitergehend untersucht. Abschließend wurde der Mechanismus der Bildung von Nanodrähten und Nanopfeilern diskutiert. Das Wachstum der Nanodrähte folgt dem Gas-Flüssig-Fest (VLS)-Mechanismus, während das Wachstum der Nanopfeiler dem Fest-Flüssig-Fest (SLS)-Mechanismus folgt. Diese Studien bieten mehr Möglichkeiten zur Kontrolle der Herstellung und Massenproduktion von InP-Nanomaterialien.

关键词

Indiumphosphid;Nanodrähte;Nanopfeiler;Materialeigenschaften;Wachstumsmechanismus

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