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缺陷诱导WZ-GaN/3C-SiC异质结纳米线可控生长
2016-05-20  |          【 】【打印】【关闭

  半导体异质结纳米材料兼具半导体材料和纳米材料的诸多优良光电性能,广泛地应用在微小尺寸晶体管、发光二极管、高灵敏度光电探测器、高性能太阳能电池、气体传感和清洁能源制备等领域,始终是纳米材料领域研究的热点之一。设计和制备结构可控及光电性能可调的低维异质结纳米材料对于构建纳米光电器件十分重要。传统的制备异质结纳米材料的方法多是基于晶格匹配原理将两种不同半导体材料进行异质外延生长而实现的,这种方法要求两种材料在界面处有良好的晶格匹配,但是对于晶格失配明显的半导体材料却遇到了挑战。另一方面,在纳米尺度范围内对异质结纳米材料的生长控制也十分困难。针对这些问题,我们以GaN/SiC异质结纳米线为例,以立方3C-SiC纳米线做模板,充分利用立方3C-SiC纳米线层错区域表面能高的特点来诱导六方GaN3C-SiC缺陷区域的优先形核,通过精确控制GaNSiC层错区域表面优先形核,成功地制备出立方碳化硅和六方氮化镓的异质结纳米结构(3C-SiC/WZ-GaN)。进一步控制不同阶段生长过程,可以在SiC纳米线表面获得周期性分布的GaN六棱台及3C-SiC/WZ-GaN核壳等形貌多变的异质结纳米结构。这些具有独特结构和功能的半导体异质结纳米材料将为构建新型光电纳米器件如场效应管、光电探测器提供理想的模型材料。

  Figure1.   (a) Schematic model of WZ-GaN/3C-SiC heterostructure nanowire with continuous GaN shells; (b) a typical low-magnification TEM image of WZ-GaN/3C-SiC heterostructure nanowire grown for 120 min; (c, d) high-magnification TEM images of the selected areas (“a” and “b”) in a; (e-g) atomically resolved HRTEM images of the selected areas in the interface of WZ-GaN/3C-SiC heterostructures;

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