MOCVD生长AlN/GaN化学反应路径的量子化学研究

• 作者: 孟素慈 左然 王宝良 陈鹏
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 工学
• 关键词: AlN/GaN MOCVD 密度泛函理论 化学反应路径
• 年，卷（期）: 2015,（8）
• 页码范围: 2237-2244
• 页数: 8页
• 分类号: TN304
• 字数: 5128字
• 语种: 中文

摘要

应用量子化学的密度泛函理论,对MOCVD生长GaN/AlN薄膜的反应路径进行理论计算和分析,特别是针对Ⅲ族TMX(X=Ga,Al)与V族NH3的反应路径与温度的关系进行研究.计算结果表明:当温度T≤473.15 K时,反应自由能△G＜0,TMX与NH3自发生成配位加合物TMX∶ NH3;当T≥573.15 K时,△G＞0,TMX∶ NH3将重新分解为TMX和NH3.在473.15 K≤T≤573.15 K区间,将存在△G=0,即加合反应达到平衡,反应为双向可逆.随着温度的升高,从加合物变为氨基物DMX∶ NH2的反应概率加大.TMX和MMX的直接热解反应均需要高温激活,而DMX变为MMX则较容易发生.当T＞873.15 K时,DMGa变为MMGa的热解反应将自发进行;当T＞1273.15 K时,DMAl变为MMAl的热解反应将自发进行.在自由基CH3参与下,TMX→DMX(X=Ga、Al)的能垒仅为TMX直接热解能垒的一半,约为30 ～ 40 kcal/mol;在自由基H参与下,TMGa和TMAl的热解反应能垒更低,约为16～ 20kcal/mol.因此,自由基H的产生将大大促进TMX的热解.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈鹏	南京大学电子科学与工程学院	57	921	13.0	30.0
2	左然	江苏大学能源与动力工程学院	69	606	14.0	22.0
3	孟素慈	江苏大学化学化工学院	10	26	3.0	4.0
4	王宝良	江苏大学能源与动力工程学院	1	6	1.0	1.0