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研究生: 王若涵
Wang, Ruoh-Hann
論文名稱: 氨化處理Ga2O3奈米線以製備一維GaN 奈米結構之研究
Formation of One-Dimensional GaN Nanostructures by Ammoniating Ga2O3 Nanowires
指導教授: 吳季珍
Wu, Jih-Jen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 78
中文關鍵詞: 一維奈米結構氮化鎵、氧化鎵高方向性VLS化學氣相沉積
外文關鍵詞: well-aligned, VLS, Ga2O3, CVD, GaN, one-dimensional nanostructures
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  •   本研究主要探討經由氨化處理具高方向性之Ga2O3奈米線,以製備一維氮化鎵奈米結構。首先以Vapor-Solid-Liquid (VLS)-化學氣相沉積法,在氧化鋁基板上成長高方向性的氧化鎵奈米線。爾後,於900℃、760torr下之高溫爐中,通入氨氣, 以不同的時間氨化處理高方向性氧化鎵奈米線,並以SEM、EDS、XRD、TEM及EELS 等分析研究其轉變為一維氮化鎵奈米結構的過程。根據分析結果顯示,經15分鐘氨化處理後,可形成具有氧化鎵間隔之高方向性一維氮化鎵多孔奈米結構。當進一步於高於700℃之溫度下以氮氣回火時,由TEM高倍影像觀察得知,隨著回火溫度升高,部份一維氮化鎵奈米結構轉變成氮化鎵之奈米管之比例隨之增多。

      Well-aligned one-dimensional(1D) GaN nanostructures have been formed by ammoniating well-aligned Ga2O3 nanowires. ß-Ga2O3 nanowires were first synthesized on a sapphire substrate by VLS mechanism using single organometallic precursor. Ammoniating of the well-aligned Ga2O3 nanowires were performed under the following conditions: pressure, temperature, NH3 flow rate of 760 torr, 900℃ and 400 sccm, respectively, for various ammoniating conversion periods. Structural analyses indicate that well-aligned 1-D GaN porous nanostructures with Ga2O3 nodes were formed after 15 minutes ammoniating. Further annealing of the 1-D GaN nanostructures were conducted at N2 ambient for quality improvement. HR-TEM analyses reveal the formation of the GaN nanotubes after 30 minutes annealing at a temperature higher than 700℃。

    中文摘要……………………………………………………………….……Ⅰ Abstract………………………………………………………………….…..Ⅱ 誌謝…………………………………………………………………………Ⅲ 總目錄……………………………………………………………………….VI 表目錄……………………………………………………………………….IX 圖目錄…………………………………………………………………….…X 第一章 序論…………………………………………………………………1 1-1奈米發展與特殊性質………………………………………………..…..1 1-2一維奈米材料……………………………………………………………8 1-3氮化鎵(GaN)……………………………………………....................12 1-4氨化處理Ga2O3奈米線製備一維GaN奈米結構之研究動機………..18 第二章 理論基礎……………………………………………………….......19 2-1氣液固機制(VLS Mechanism)………………………………………….19 2-2化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition)……………………………20 2-3一維奈米氮化鎵(GaN)之合成方法……………………………….……25 2-4氨化置換機構…………………………………………………………...28 第三章 實驗步驟與研究量測系統…………………………………….…..29 3-1 實驗材料…………………………………………………………….….29 3-1-1清洗溶劑…………………………………………………………...29 3-1-2反應物…………….………………………………………………..29 3-1-3基板………………………..……………………………………….29 3-2氨化處理與氮氣回火之實驗流程……………………………………...31 3-3實驗反應步驟與系統裝置圖…………………………………………...32 3-3-1成長一維氧化鎵奈米線……………………………………………32 3-3-2氨化處理一維氧化鎵奈米線………………………………………33 3-3-3氮氣回火處理一維GaN奈米結構………………………………...35 3-4量測系統與原理概述………………….…………………………….….36 3-4-1場發射-掃描式電子顯微鏡…………………………………….…..36 3-4-2穿透式電子顯微鏡…………………………………………………39 3-4-3氮化回火處理之步驟………………………………………………41 3-4-4 X光繞射分析儀……………………………………………………42 第四章 實驗數據分析與討論………………………………………...……43 4-1 以VLS法成長氧化鎵奈米線…………….………..…………………..43 4-1-1成長實驗製程參數………………………………………………....43 4-1-2表面形態分析……………………………………………………....43 4-1-3晶體結構分析………………………………………………………44 4-1-4微結構成分分析……………………………………………………46 4-2氨化處理氧化鎵奈米線………………………………………………...48 4-2-1氨化實驗製程參數…………………………………………………48 4-2-2表面形態分析………………………………………………………48 4-2-3元素分析……………………………………………………………50 4-2-4晶體結構分析………………………………………………………52 4-2-5微結構成份分析……………………………………………………56 4-3 氮氣回火處理一維GaN奈米結構…………………………………….66 4-3-1氮氣回火實驗製程參數……………………………………………66 4-3-2表面形態分析………………………………………………………66 4-3-3晶體結構分析………………………….……………………….…..68 4-3-4氮氣回火溫度效應之微結構成份鑑定與分析……………………70 第五章 結論………………………………………………………………...74 第六章 參考文獻......................................................75

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    下載圖示 校內:2005-08-27公開
    校外:2005-08-27公開
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