Estudio de caracterización y mecanismos de crecimiento de materiales InP de baja dimensión

NIU Yanping ,  

MA Shufang ,  

DONG Haoyan ,  

YANG Zhi ,  

HAO Xiaodong ,  

HAN Bin ,  

WU Shengli ,  

DONG Hailiang ,  

XU Bingshe ,  

摘要

El fosfuro de indio, como un importante material semiconductor III-V, debido a sus características ópticas y eléctricas únicas, ha recibido gran atención en los últimos años. Numerosos estudios han demostrado que tiene perspectivas potenciales de aplicación en los campos de la optoelectrónica, la catálisis y la medicina. Pero actualmente existen algunos problemas por resolver en la investigación sobre la preparación controlada y la síntesis a gran escala de materiales nanoestructurados InP de baja dimensión. Para abordar estos problemas, se utilizó el método de deposición química en fase vapor (CVD) para preparar con éxito una gran cantidad de nanohilos de InP de alta calidad sobre un sustrato Si/SiO2, y se cultivaron muchos nanocolumnas de InP sobre un sustrato policristalino de InP mediante un método de crecimiento in situ. La morfología de los materiales nanoestructurados preparados se observó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM); la superficie de los nanohilos era suave, con diámetros entre 30 y 65 nm, y el espesor de la película formada por los nanohilos era de aproximadamente 35 μm; la distribución en diámetro de las nanocolumnas era de 550 a 850 nm, y el espesor de la película estaba alrededor de 12 μm. La composición de los materiales nanoestructurados preparados se analizó mediante espectroscopía de dispersión de energía (EDS) y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), confirmando que son InP. La estructura química de los materiales nanoestructurados se determinó mediante espectroscopía Raman y se realizó un análisis adicional. La microscopía electrónica de transmisión (TEM) se utilizó para observar la microestructura. El estudio encontró que los nanohilos preparados tenían un alto grado de cristalización y crecían en la dirección[111]. El análisis de las características cristalinas por difracción electrónica de zona seleccionada (SAED) mostró puntos de difracción claros que indicaban una estructura monocristalina. Las propiedades de emisión lumínica se analizaron mediante espectroscopía de fotoluminiscencia (PL) con análisis adicional. Finalmente, se discutieron los mecanismos de formación de nanohilos y nanocolumnas; el crecimiento de nanohilos sigue el mecanismo gas-líquido-sólido (VLS), y el crecimiento de nanocolumnas sigue el mecanismo sólido-líquido-sólido (SLS). Estas investigaciones ofrecen mayores posibilidades para el control de la preparación y la producción a gran escala de materiales nanométricos InP.

关键词

fosfuro de indio;nanohilos;nanocolumnas;propiedades de materiales;mecanismo de crecimiento

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