【摘 要】
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作为第三代半导体材料的代表，氮化镓(GaN)是一种性能优异的直接宽带隙Ⅲ-Ⅴ族化合物材料，具有优越的光学、电学和机械性质，化学稳定性好，热稳定性高，所以广泛应用于蓝、绿发光二极
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作为第三代半导体材料的代表，氮化镓(GaN)是一种性能优异的直接宽带隙Ⅲ-Ⅴ族化合物材料，具有优越的光学、电学和机械性质，化学稳定性好，热稳定性高，所以广泛应用于蓝、绿发光二极管、半导体激光器、紫外探测器、高温大功率等器件。由于GaN材料具有独特的物理化学性质和广泛的应用，所以引起了许多研究者的浓厚兴趣。同时，GaN纳米材料的制备也逐渐成为全球研究的热点。 本论文主要从理论计算和实验制备两方面对GaN纳米材料进行研究。 理论上，采用密度泛函理论的广义梯度近似和非平衡格林函数方法，研究了内径为0.92nm和1.32nm不同壁厚的单晶GaN纳米管的模型构建、能带结构、电子输运以及电流-电压特性。计算结果表明单晶GaN纳米管的带隙随着管壁的增厚而减小;两极体系的传输特性显示电子透射率和电子态密度均具有脉冲型尖峰，尖峰对应电子能量的位置基本相同，同时电子的输运模式是量子性的;两极体系在不同偏压下，不同壁厚的GaN纳米管的电流-电压曲线表现出不同的性质，并通过对电流-电压特性的拟合，获得了纳米管的拟合参数。 实验上，本文采用溶胶-凝胶法制备稳定Ga2O3前躯体凝胶，利用简单浸渍法、抽真空法和加压强法，将凝胶填充到AAO模板纳米孔洞内，然后在1050℃氨气中进行高温氨化合成GaN纳米线和纳米管阵列。用X射线衍射和扫描电子显微镜对GaN样品进行表征，结果表明:制备的GaN纳米阵列是六方纤锌矿结构，其直径和模板的纳米孔径相当，大约在100-150nm，长度在微米量级。从扫描电子显微镜图谱中可以发现，采用加压强法填充AAO模板，获得填充度高，纳米阵列的质量好。
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