导读:本文包含了气相生长机理论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:AlN,MOVPE,密度泛函,加合反应
气相生长机理论文文献综述
张莲[1]（2018）在《MOVPE生长AlN的气相反应机理研究》一文中研究指出AlN具有宽直接带隙、耐辐射、耐高温、高击穿场强等特点,是重要的第叁代半导体材料,广泛用于制备半导体激光器(LD)、高亮度发光二极管(LED)、紫外光电器件等。金属有机气相外延(MOVPE)是AlN薄膜生长的关键技术,在AlN-MOVPE生长过程中,由于源气体TMAl与NH_3形成强烈的配位键,导致生长速率低、源气体消耗大、产生纳米颗粒等问题,这些都与反应器内的化学反应有关。AlN的气相反应机理,特别是不同温度下TMAl与NH_3的加合路径以及载气对气相反应路径的影响,至今仍无统一的认识。本文利用量子化学的密度泛函理论以及反应动力学的过渡态理论,对MOVPE生长AlN的加合反应路径和氢解路径进行研究分析,通过计算和比较不同温度下的焓值与Gibbs自由能,研究了各反应路径进行的方向。主要研究内容如下:(1)根据前人对AlN-MOVPE生长的气相化学反应机理的研究,总结出AlN生长过程中主要的加合反应路径,包括氨基物的生成反应、与NH_3的双分子碰撞反应、二聚物和叁聚物的生成和其后的CH_4消去反应。(2)计算了AlN-MOVPE生长过程的加合反应路径,发现TMAl与NH_3室温混合后立刻发生反应,生成加合物TMAl:NH_3。在更高温度下,加合物可能重新分解,可能经历过渡态,克服约27 kcal/mol的能垒后,脱去一个甲烷CH_4,变为氨基物DMAlNH_2。且在较高温度下,TMAl能够直接与NH_3发生双分子反应,容易越过较低的能垒(?H≈5~8 kcal/mol),生成氨基物DMAlNH_2。氨基物能够通过与NH_3的两次双分子碰撞反应,相继消去两个甲烷CH_4,生成稳定的Al(NH_2)_3。氨基物也可以聚合成二聚物或叁聚物,然后再逐渐消去CH_4。在641~1111 K温度范围内,将有利于二聚物消去CH_4生成(MMAlNH)_2。在385~616K温度范围内,将有利于叁聚物消去CH_4生成(MMAlNH)_3。而(MMAlNH)_2、(MMAlNH)_3继续消去CH_4生成(AlN)_2、(AlN)_3的反应,由于Gibbs自由能差都大于零,而且能垒也很大,故这些反应很难发生。结果表明,Al(NH_2)_3、(MMAlNH)_2和(MMAlNH)_3是最可能的叁种末端气相反应前体,它们将决定AlN的表面反应生长。(3)计算了AlN-MOVPE生长过程的氢解反应路径,发现源气体TMAl可与载气H_2发生双分子碰撞反应,相继脱去甲烷,最后生成AlH_3。每一步所需的能垒大概为27 kcal/mol。当T≤885 K时,生成的AlH_3与NH_3可发生加合反应生成加合物AlH_3:NH_3。在更高温度下,AlH_3:NH_3可能重新分解,或者克服约26~28kcal/mol的能垒后,脱去氢气H_2。AlH_3也可与NH_3发生双分子碰撞反应,一步步脱去氢气,最终生成Al(NH_2)_3,且每一步所需的能垒都很小。且键能D[(CH_3)_2Al-CH_3]<D(H_2Al-H)<D[NH_2)_2Al-NH_2],Al(NH_2)_3是叁种物质中稳定性最强的。结果显示,H_2能与TMAl发生反应,生成的AlH_3可继续与NH_3发生反应生成稳定的气相反应前体Al(NH_2)_3。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-06-01）
张莲,张红,左然[2]（2018）在《MOVPE生长AlN的气相反应机理的密度泛函理论研究》一文中研究指出利用量子化学的密度泛函理论,对MOVPE生长Al N的气相反应路径进行理论计算和分析,特别针对氨基物DMAl NH2形成后的多聚反应、多聚物消去甲烷反应、以及温度的影响关系进行研究。通过对不同反应路径的吉布斯自由能和反应能垒的计算,分别从热力学和动力学上确定最可能的末端气相反应前体。研究发现,氨基物通过与NH3的双分子碰撞,很容易越过较低的能垒,形成稳定的Al(NH2)3。在385 K<T<616 K,叁聚物(DMAl NH2)3消去CH4变成(MMAl NH)3的反应容易发生。在641 K<T<1111 K,二聚物(DMAl NH2)2消去CH4变成(MMAl NH)2的反应容易发生。而(MMAl NH)2、(MMAl NH)3继续消去CH4生成(Al N)2、(Al N)3的反应,由于吉布斯自由能差都大于零,而且能垒也很大,故很难发生。因此,在Al N的MOVPE过程中,Al(NH2)3、(MMAl NH)2和(MMAl NH)3是最可能的叁种末端气相反应前体,它们将决定Al N的表面反应生长。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2018年03期）
何舜宇[3]（2015）在《基于氢化物气相外延法氮化镓在石墨烯上的生长机理研究与表征》一文中研究指出石墨烯自2004年发现以来,受到越来越多的关注和研究。氮化镓作为第叁代半导体的代表材料,以其优异的电光学特性得到广泛的应用。本论文主要研究石墨烯的生长以及利用氢化物气相外延方法(Hydride Vapor Phase Epitaxy,HVPE)在石墨烯衬底上氮化镓薄膜的进一步生长。论文采用电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等手段表征了石墨烯和氮化镓薄膜的形貌以及氮化镓材料中的位错,采用优化的参数得到了低缺陷密度(108cm-2数量级)的氮化镓薄膜。论文主要分为如下几个章节进行讨论:第一章:介绍了课题的背景,回顾和总结了石墨烯的发现以及石墨烯的基本结构性质和制备方法,简单介绍了氮化镓的晶体结构以及生长方法和位错类型,并介绍了目前石墨烯上生长氮化镓薄膜的进展。由此确定了本论文的工作安排。第二章:介绍了用于表征石墨烯和石墨烯上生长氮化镓的主要技术手段方法以及仪器,包括:光学显微镜(Optical Microscope,OM),扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM),透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM),拉曼光谱(Raman Spectrum,RS),原子力显微镜(Atom Force Microscope,AFM)以及X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)。第叁章:利用CVD方法生长石墨烯,并且进一步利用HVPE在石墨烯上生长氮化镓,介绍了几种不同的转移石墨烯的方法。利用分析测试手段对石墨烯和氮化镓进行了分析表征,表征了氮化镓的表面形貌以及晶体质量,CL和XRD的结果都显示位错密度在108数量级。同时,利用拉曼光谱线扫在样品横截面探测石墨烯的特征信号,证明了石墨烯的存在。第四章:研究了氮化镓中位错的类型与分布,与衬底中位错进行了对比分析。讨论了石墨烯对其上氮化镓的生长行为的影响,并分析了石墨烯对于氮化镓材料中应力的影响。(本文来源于《苏州大学》期刊2015-04-01）
朱顺明,顾然,黄时敏,姚峥嵘,张阳[4]（2014）在《金属有机源化学气相沉积法生长氧化锌薄膜中氢气的作用及其机理》一文中研究指出本文重点探讨了金属有机源化学气相沉积生长ZnO薄膜中氢气的作用与机理.研究表明氢气对ZnO薄膜的结构与性质具有重要的影响.当采用叔丁醇为氧源时,氢气对ZnO薄膜的晶体质量,表面结构和发光性质主要产生负面的影响,同时发现氢气的加入有助于抑制碳的沾污.而当采用笑气为氧源时,测量显示表面变光滑,晶体质量得到提高,发光强度也得到提升.氢气在笑气作为氧源生长ZnO的过程中基本起到了正面的作用.论文最后从氢气降低生长表面能量,提高表面原子迁移能力但存在表面腐蚀作用的方向以上结果给予了较好的解释.研究显示MOCVD生长高质量ZnO薄膜中氢气的优化具有特别重要的意义.(本文来源于《物理学报》期刊2014年11期）
万想,孟宪权,刘义鹤[5]（2014）在《化学气相沉积法制备GaN纳米线及其形貌结构和生长机理研究》一文中研究指出采用化学气相沉积(CVD)法,分别以Ni、Au为催化剂,氨化金属Ga制备出GaN纳米线。运用SEM,EDX,TEM等表征手段分析了GaN纳米线的形貌与结构。通过改变氨化温度、生长时间、催化剂、衬底以及Ga源和衬底间的距离等生长条件,研究了其对GaN纳米线形貌和结构的影响,通过分析探讨纳米线的生长过程与机制,得到了生长GaN纳米线的最佳工艺。(本文来源于《功能材料》期刊2014年02期）
韩砀[6]（2014）在《石墨烯化学气相淀积生长、表征及机理研究》一文中研究指出石墨烯优越的物理性能，使其在电子器件、光电子器件、传感器等方面具有潜在的应用价值。自从石墨烯被发现以来，石墨烯的制备受到众多研究者的关注，旨在生长出大尺寸高质量的、层数可控的单晶石墨烯。其中，基于Cu箔的化学气相淀积(CVD)技术是一种非常有效的生长方法，通过优化工艺参数，可以很好地控制单晶石墨烯的尺寸、形貌、成核密度以及层数。但是各个石墨烯晶畴具有不同的晶向，在晶畴合并处存在大量的缺陷，会产生大的散射，引起较高的电阻，影响石墨烯器件的电学特性。相比于单层石墨烯，双层石墨烯具有一些更优越的性能，例如外加电场可以改变能带结构，表现为半导体特征，还可以减弱衬底对石墨烯内载流子的散射，提高器件的迁移率。因此，大尺寸、高质量的单层石墨烯和高附加层覆盖率的双层石墨烯都具有很大的研究和应用价值。本文采用CVD方法，对Cu箔上单层和双层石墨烯的生长工艺参数和生长机理进行了研究。具体工作归结如下：1.对单层石墨烯的CVD生长工艺进行了优化，成功获得了毫米量级的单晶石墨烯晶畴，为石墨烯电学器件的制备提供了优良的材料基础。通过对比化学腐蚀和电化学抛光两种Cu箔预处理方法，发现电化学抛光可以有效地清除Cu表面的杂质和缺陷。设计变温实验，结果显示高温可以降低成核密度且促进大尺寸石墨烯的生长。同时，适当延长退火时间，增大退火温度，都有助于降低Cu表面的粗糙度，改善石墨烯的生长。变流量实验表明H2的刻蚀作用可以显着改变晶畴的形状。2.在毫米量级的单层石墨烯上制备了背栅场效应晶体管(Back-gated FET)器件，室温下电子迁移率达到~2100cm2/(V·s)。对FET进行了电学测量，获得了输出特性曲线和转移特性曲线，发现Dirac点位于正栅压一侧，说明FET中石墨烯表现为p型掺杂，且在Dirac点处源漏电流不为零，表现出石墨烯FET的双极性特征。对测量结果进行拟合，获得了较高的空穴和电子迁移率。3.基于碳原子的能量路径，提出了双层石墨烯的生长模型，并解释了附加层与生长工艺参数之间的关系。模型指出顶层石墨烯的生长速度恒定，但由于顶层抑制了碳原子在附加层周围的扩散，使得附加层的生长速度随着时间而逐渐变慢。对模型进行讨论，结果表明两层石墨烯之间的生长激活能满足一定的关系，并且在理想条件下满足线性关系；将生长模型扩展至二维情况，引入了各向异性，发现改变各向异性强度可以模拟出两种形貌不同的双层石墨烯。4.分析各工艺参数对双层石墨烯的影响，在优化的生长条件下，附加层尺寸高达100μm，并提出了合成大尺寸双层石墨烯的方案。实验结果发现提高生长温度之后，双层石墨烯各层的生长速度以及附加层与顶层的尺寸比例都会增加；降低CH4流量会导致各层的生长速度减小，但是顶层对附加层的抑制变弱，从而提高了附加层的尺寸比例。基于模型提取出不同条件下两层石墨烯的生长激活能，结果表明对于化学腐蚀处理的Cu箔，两个激活能都较大，说明石墨烯生长更困难；对于抛光的样品，两个激活能都较小，近似满足线性关系。提出了新的双层生长方法，即通过周期性实现石墨烯的刻蚀与生长，来获得附加层覆盖率大的双层石墨烯。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2014-01-01）
杨京明[7]（2011）在《化学气相法制备ZnO晶体工艺及生长机理》一文中研究指出ZnO是一种集光电、压电、气敏、压敏等性能于一身的多功能材料。而且随着近年来,ZnO纳米线、纳米带、晶须等形态ZnO的成功制备,不仅其原本的性能得到提高,而且表现出一些独特、新奇的性质。在各种功能信息材料中,ZnO极具发展潜力,有着广泛的应用前景。如何控制ZnO的结晶形态是目前实现ZnO工业生产需要解决的主要问题。ZnO多姿的结晶形态已经成为ZnO研究的热点。本论文采用化学气相法制备了氧化锌晶体,通过对原料、实验设备、预热温度、反应温度、保温时间、气体流量的考察,总结出各个工艺条件对晶体生长的影响规律,实现对氧化锌晶体的可控生长。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对各种形态的产物进行成分、形貌和结构的表征,并对氧化锌晶体的光学特性进行了初步的研究。以锌颗粒为原料时,能获得形貌较好的氧化锌晶体;当炉膛的预热温度在400~500℃,反应温度在1100℃时,能够获得微米级氧化锌晶体。随着保温时间的增加,晶体尺寸也随着增加,由于受限于反应设备和原料的量,当保温时间超过5小时,晶体尺寸及产量没有明显的提高。获得的氧化锌晶体具有很好的结晶特性。在不同的外部条件下,生长出了颗粒状、针状、棒状、铅笔状、刺猬状、多针状、叶片状、梳状、螺旋桨状、四角状等形貌丰富的氧化锌晶体。从氧化锌晶体的光致发光谱可知,其具有近紫外发光特性及绿光特性。氧化锌晶体在紫外光催化下,降解甲基橙的降解率可达到60%。分别从晶体学、晶体生长动力学、晶体生长热力学等方面,结合实验条件,对氧化锌晶体的生长过程进行描述。氧化锌晶体的生成过程包括成核、晶体的轴向生长、晶体的径向生长、停止生长四个阶段。(本文来源于《西安科技大学》期刊2011-06-30）
朱光平,王马华,刘忠良,刘亲壮[8]（2011）在《碟状氧化锌气相生长及机理的研究》一文中研究指出采用气相沉积法制备了碟状的氧化锌,并基于自催化的气-液-固机理及气-固机理结合温度及过饱和度等生长因素对碟状氧化锌的生长机理进行了研究,结果表明,较高的生长温度及适中的过饱和度被归结为碟状氧化锌形成的原因。(本文来源于《材料导报》期刊2011年08期）
赵建国,郭全贵,郭向云,古玲,李江[9]（2010）在《化学气相沉积工艺制备螺旋形纳米碳管及其生长机理研究》一文中研究指出利用化学气相沉积工艺制备了螺旋形纳米碳管,并研究了纳米碳管的生长机理。结果表明,用硝酸钴和金属锡粉的混合物作催化剂前驱体,采用化学气相沉积工艺,可以得到不同形貌的螺旋形纳米碳管;通过调整工艺参数,可以得到纯度为80%,螺距为100～120nm,直径范围是80～100nm的螺旋形纳米碳管。生长机理研究表明,由于液态锡的存在,使纳米碳管各向同性的生长环境发生了变化,所以得到螺旋形纳米碳管。(本文来源于《第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第3分册）》期刊2010-10-15）
王世良,刘新利,张泉,贺跃辉[10]（2009）在《单晶钨微/纳米晶须:气相合成、生长机理、性能测试和应用前景》一文中研究指出单晶钨微/纳米晶须因其优异的场发射性能和力学性能而显现出巨大的应用前景。首先简要介绍了合成单晶钨微/纳米晶须的两种方法(直接气相合成法和催化剂辅助的气相合成法)和合成的钨晶须的形貌和结构特征;然后,着重阐述钨晶须的生长机理及其相关的性能(场发射、电学和力学)测试结果;最后,展望了钨晶须的应用前景。(本文来源于《中国钨业》期刊2009年05期）
气相生长机理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
利用量子化学的密度泛函理论,对MOVPE生长Al N的气相反应路径进行理论计算和分析,特别针对氨基物DMAl NH2形成后的多聚反应、多聚物消去甲烷反应、以及温度的影响关系进行研究。通过对不同反应路径的吉布斯自由能和反应能垒的计算,分别从热力学和动力学上确定最可能的末端气相反应前体。研究发现,氨基物通过与NH3的双分子碰撞,很容易越过较低的能垒,形成稳定的Al(NH2)3。在385 K<T<616 K,叁聚物(DMAl NH2)3消去CH4变成(MMAl NH)3的反应容易发生。在641 K<T<1111 K,二聚物(DMAl NH2)2消去CH4变成(MMAl NH)2的反应容易发生。而(MMAl NH)2、(MMAl NH)3继续消去CH4生成(Al N)2、(Al N)3的反应,由于吉布斯自由能差都大于零,而且能垒也很大,故很难发生。因此,在Al N的MOVPE过程中,Al(NH2)3、(MMAl NH)2和(MMAl NH)3是最可能的叁种末端气相反应前体,它们将决定Al N的表面反应生长。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
气相生长机理论文参考文献
[1].张莲.MOVPE生长AlN的气相反应机理研究[D].江苏大学.2018
[2].张莲,张红,左然.MOVPE生长AlN的气相反应机理的密度泛函理论研究[J].人工晶体学报.2018
[3].何舜宇.基于氢化物气相外延法氮化镓在石墨烯上的生长机理研究与表征[D].苏州大学.2015
[4].朱顺明,顾然,黄时敏,姚峥嵘,张阳.金属有机源化学气相沉积法生长氧化锌薄膜中氢气的作用及其机理[J].物理学报.2014
[5].万想,孟宪权,刘义鹤.化学气相沉积法制备GaN纳米线及其形貌结构和生长机理研究[J].功能材料.2014
[6].韩砀.石墨烯化学气相淀积生长、表征及机理研究[D].西安电子科技大学.2014
[7].杨京明.化学气相法制备ZnO晶体工艺及生长机理[D].西安科技大学.2011
[8].朱光平,王马华,刘忠良,刘亲壮.碟状氧化锌气相生长及机理的研究[J].材料导报.2011
[9].赵建国,郭全贵,郭向云,古玲,李江.化学气相沉积工艺制备螺旋形纳米碳管及其生长机理研究[C].第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第3分册）.2010
[10].王世良,刘新利,张泉,贺跃辉.单晶钨微/纳米晶须:气相合成、生长机理、性能测试和应用前景[J].中国钨业.2009