Estudo da caracterização e mecanismos de crescimento de materiais InP de baixa dimensão

NIU Yanping ,  

MA Shufang ,  

DONG Haoyan ,  

YANG Zhi ,  

HAO Xiaodong ,  

HAN Bin ,  

WU Shengli ,  

DONG Hailiang ,  

XU Bingshe ,  

摘要

O fosfeto de índio, como um importante material semicondutor III-V, devido às suas características ópticas e elétricas únicas, tem recebido grande atenção nos últimos anos. Diversos estudos demonstraram que ele possui perspectivas potenciais de aplicação nos campos da optoeletrônica, catálise e medicina. No entanto, atualmente existem algumas questões a serem resolvidas na pesquisa sobre a preparação controlada e a síntese em grande escala de materiais nanométricos de InP de baixa dimensão. Para abordar esses problemas, foi utilizado o método de deposição química a vapor (CVD) para preparar com sucesso uma grande quantidade de nanofios de InP de alta qualidade sobre substrato Si/SiO2, e por meio do método de crescimento in situ foram cultivadas numerosas nanopilares de InP sobre substrato policristalino de InP. A morfologia dos materiais nanométricos preparados foi observada usando microscopia eletrônica de varredura (SEM), onde a superfície dos nanofios era lisa, com diâmetros entre 30 e 65 nm, e a espessura do filme constituído pelos nanofios era cerca de 35 μm; a distribuição de diâmetros dos nanopilares foi de 550 a 850 nm, e a espessura do filme constituído pelos nanopilares era cerca de 12 μm. A composição dos materiais nanométricos preparados foi analisada por espectroscopia de dispersão de energia (EDS) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), confirmando que eram InP. A estrutura química dos materiais nanométricos foi determinada por espectroscopia Raman com análises adicionais. O microscópio eletrônico de transmissão (TEM) foi usado para observar a microestrutura dos materiais nanométricos. O estudo constatou que os nanofios preparados têm alta cristalinidade e crescem na direção[111]. A análise das características cristalinas por difração eletrônica de área selecionada (SAED) revelou pontos de difração claros, indicando uma estrutura monocristalina. As propriedades de emissão foram analisadas por espectroscopia de fotoluminescência (PL), com análises adicionais. Por fim, discutimos o mecanismo de formação dos nanofios e nanopilares, onde o crescimento dos nanofios segue o mecanismo gás-líquido-sólido (VLS), e o crescimento dos nanopilares segue o mecanismo sólido-líquido-sólido (SLS). Essas pesquisas oferecem maiores possibilidades para o controle da preparação e produção em larga escala dos materiais nanométricos InP.

关键词

fosfeto de índio;nanofios;nanopilares;propriedades dos materiais;mecanismo de crescimento

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