Mn掺杂GaN纳米条的制备和性质的研究.PDF

第２３卷　第１期 山 东 科 学 Ｖｏｌ．２３　Ｎｏ．１ ２０１０年２月 ＳＨＡＮＤＯＮＧＳＣＩＥＮＣＥ Ｆｅｂ．２０１０ 文章编号：１００２４０２６（２０１０）０１００２８０４ Ｍｎ掺杂 ＧａＮ纳米条的制备和性质的研究  刘文军，薛成山 ，石　锋，庄惠照，郭永福 （山东师范大学物理与电子科学学院半导体研究所，山东 济南２５００１４） 摘要：通过在１０００℃下氨化锰掺杂 ＧａＯ薄膜制备了大量 ＧａＭｎＮ纳米条。采用此法得到的剑状 Ｍｎ掺杂 ２ ３ ＧａＮ纳米条是六方纤锌矿结构，Ｍｎ的原子百分比是５．４３％，纳米条的厚度大约为１００ｎｍ，宽度为２００～４００ ｎｍ。Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）、高分辨透射电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）、选 区电子衍射 （ＳＡＥＤ）、Ｘ射线光电子能谱 （ＸＰＳ）和荧光分光光度计（ＰＬ）用于表征所制备纳米条形貌及光学 性质。室温下以３２５ｎｍ波长的光激发样品表面，发现由于Ｍｎ的掺杂使ＧａＮ的发光峰有较大的红移。最后， 简单讨论了ＧａＮ纳米条的生长机制。 关键词：ＧａＮ纳米条；Ｍｎ；磁控溅射；纳米结构 中图分类号：ＴＮ３０４．２３　　　文献标识码：Ａ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄＯｐｔｉｃａｌ ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＭｎＤｏｐｅｄＧａＮＮａｎｏｂａｒｓ ＬＩＵＷｅｎｊｕｎ，ＸＵＥＣｈｅｎｇｓｈｅｎ，ＳＨＩＦｅｎｇ，ＺＨＵＡＮＧＨｕｉｚｈａｏ，ＧＵＯＹｏｎｇｆｕ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＳｈａｎｄｏｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｎａｎ２５００１４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｎｅｗ ａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｌａｒｇｅｓｃａｌｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆＧａＭｎＮ ｎａｎｏｂａｒｓｂｙ ａｍｍｏｎｉａｔｅｄＭｎｄｏｐｅｄＧａＯｆｉｌｍｓａｔ１０００℃．ＴｈｅｏｂｔａｉｎｅｄｓｗｏｒｄｌｉｋｅＭｎｄｏｐｅｄＧａＮｎａｎｏｂａｒｓａｒｅ ２ ３ ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｈｅｘａｇｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅａｔｏｍｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＭｎｉｓ５．４３％．Ｔｈｅｉｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄ ｗｉｄｔｈａｒｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ１００ｎｍａｎｄ２００～４００ｎｍ．ＴｈｅｓｅｎａｎｏｂａｒｓａｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｗｉｔｈＸｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），Ｘｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ （ＸＰＳ），ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＨＲＴＥＭ）ａｎｄｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＰＬ）． ＴｈｅＧａＮｎａｎｏｂａｒｓｅｘｈｉｂｉｔｔｗｏｅｍｉｓｓｉｏｎｂａｎｄｓｗｉｔｈｔｗｏｗｅｌｌｄｅｆｉｎｅｄＰＬｐｅａｋｓａｔ３８８ｎｍａｎｄ４０９ ｎｍ．ＴｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｅｄｓｈｉｆｔｍａｎｉｆｅｓｔｓｆｏｒｔｈｅｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＧａＮｄｕｅｔｏＭｎｄｏｐｉｎｇ．Ｗｅａｌｓｏ ｂｒｉｅｆｌｙｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｇｒｏｗｔｈｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＧａＮｎａｎｏｂａｒｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧａＮ；Ｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎ