Étude de la caractérisation et des mécanismes de croissance des matériaux InP de faible dimension

NIU Yanping ,  

MA Shufang ,  

DONG Haoyan ,  

YANG Zhi ,  

HAO Xiaodong ,  

HAN Bin ,  

WU Shengli ,  

DONG Hailiang ,  

XU Bingshe ,  

摘要

Le phosphure d'indium, en tant que matériau semi-conducteur crucial du groupe III-V, a suscité ces dernières années un grand intérêt en raison de ses propriétés optiques et électriques uniques. De nombreuses études ont démontré qu'il présente des perspectives d'application potentielles dans les domaines de l'optoélectronique, de la catalyse et de la médecine. Cependant, des problèmes subsistent dans la préparation contrôlée et la synthèse à grande échelle des matériaux nanométriques InP de faible dimension. Pour résoudre ces problèmes, la méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) a été utilisée pour fabriquer avec succès une grande quantité de nanofils InP de haute qualité sur un substrat Si/SiO2, tandis que la croissance in situ a permis de cultiver de nombreux nanocolonnes InP sur un substrat InP polycristallin. La morphologie des matériaux nanométriques préparés a été observée par microscopie électronique à balayage (SEM), montrant des surfaces de nanofils lisses, avec un diamètre compris entre 30 et 65 nm, et une épaisseur de film d'environ 35 μm; la distribution des diamètres des nanocolonnes variait entre 550 et 850 nm, avec une épaisseur de film d'environ 12 μm. La composition des matériaux préparés a été analysée par spectroscopie de dispersion d'énergie (EDS) et spectroscopie photoélectronique X (XPS), confirmant qu'ils sont composés d'InP. La structure chimique des matériaux a été déterminée par spectroscopie Raman avec une analyse approfondie. La microscopie électronique en transmission (TEM) a été utilisée pour observer la structure microscopique. L'étude a révélé que les nanofils préparés avaient un haut degré de cristallinité et poussaient dans la direction[111]. L'analyse des caractéristiques cristallines par diffraction électronique en zone sélective (SAED) a révélé des points de diffraction clairs, indiquant une structure monocristalline. Les propriétés d'émission lumineuse ont été analysées par spectroscopie de photoluminescence (PL) avec une analyse supplémentaire. Enfin, le mécanisme de formation des nanofils et des nanocolonnes a été discuté, la croissance des nanofils suivant le mécanisme gaz-liquide-solide (VLS), et celle des nanocolonnes, le mécanisme solide-liquide-solide (SLS). Ces recherches offrent de nouvelles perspectives pour un contrôle plus poussé de la préparation et la production à grande échelle des matériaux nanométriques InP.

关键词

phosphure d'indium;nanofils;nanocolonnes;propriétés des matériaux;mécanisme de croissance

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