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反应动力学参数变化对MOVPE生长GaN的反应路径模拟的影响
反应动力学参数变化对MOVPE生长GaN的反应路径模拟的影响
作者:
左然
张红
基本信息来源于合作网站,原文需代理用户跳转至来源网站获取
GaN
金属有机化学气相外延(MOVPE)
化学反应
数值模拟
摘要:
在金属有机化学气相外延(MOVPE)生长GaN薄膜的反应-输运过程数值模拟中,反应动力学参数(活化能和指前因子)的选取存在很大的不确定性,从而导致不同的气相反应路径和生长速率.本文对前人采用的反应动力学参数的偏差做了归纳总结,讨论了偏差的来源.在此基础上,本文对垂直转盘式MOVPE反应器生长GaN的反应-输运过程进行数值模拟研究.模拟改变不同的反应动力学参数组合,包括加合物的生成和可逆分解的指前因子、加合物不可逆分解生成氨基物的活化能和指前因子以及三聚物生成的指前因子.通过分析主要含Ga物质的摩尔浓度和对应的生长速率的变化,研究上述反应动力学参数变化对GaN生长反应路径的模拟结果的影响.研究的主要结论如下:(1)不同的指前因子和活化能导致不同的反应路径和生长速率的差异,而热解路径比起加合路径能够更有效地提高生长速率.(2)在不考虑三聚物反应时,预测的生长速率值都与实验值接近.原因在于,输运限制的生长速率取决于含Ga粒子的输运速率,不同的反应路径对含Ga粒子的影响此消彼长,但到达衬底的含Ga粒子的总量变化不大,这也很好地解释了不同文献采用不同的动力学参数模拟都与实验基本吻合的原因.(3)改变三聚物反应的指前因子发现,由于热泳力对大分子的排斥作用,三聚物对生长的贡献很小,生成的三聚物越多,与实验的误差越大.模拟结果澄清了前人在模拟MOVPE生长GaN的反应-输运过程中存在的一些问题,并加深了对GaN生长机理的了解.
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文献信息
篇名
反应动力学参数变化对MOVPE生长GaN的反应路径模拟的影响
来源期刊
中国科学(技术科学)
学科
关键词
GaN
金属有机化学气相外延(MOVPE)
化学反应
数值模拟
年,卷(期)
2017,(6)
所属期刊栏目
论文
研究方向
页码范围
605-617
页数
13页
分类号
字数
语种
中文
DOI
10.1360/N092016-00443
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金属有机化学气相外延(MOVPE)
化学反应
数值模拟
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研究来源
研究分支
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中国科学(技术科学)
主办单位:
中国科学院
出版周期:
月刊
ISSN:
1674-7259
CN:
11-5844/TH
开本:
出版地:
北京东黄城根北街16号
邮发代号:
创刊时间:
语种:
chi
出版文献量(篇)
3361
总下载数(次)
5
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45315
相关基金
国家自然科学基金
英文译名:
the National Natural Science Foundation of China
官方网址:
http://www.nsfc.gov.cn/
项目类型:
青年科学基金项目(面上项目)
学科类型:
数理科学
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