HVPE生长GaN气相反应路径的研究

• 作者: 孙秀秀 左然
• 来源期刊: 中国科学（技术科学）
• 关键词: 密度泛函理论 氮化镓 氢化物气相外延 气相反应
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1100-1106
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/SST-2019-0008

摘要

采用量子化学的密度泛函理论,对HVPE生长GaN的气相反应路径进行系统的理论计算分析,特别针对GaCl与NH3的反应、GaCl3∶NH3消去H2和Cl2的反应、液Ga的气化导致H自由基的产生及其后续的反应.通过计算各反应的Gibbs自由能变和过渡态能垒,分别从热力学和动力学上判断反应进行的可能性.研究发现,在HVPE反应器中,GaCl与NH3可能发生的六种反应均有△G＞0,表明GaCl与NH3的反应在热力学上不利于发生.对于GaCl3∶NH3消去H2或Cl2的三种反应,也同样在热力学上不利于发生.通过热力学相平衡理论计算发现,当T＞ 1200K时,Ga蒸气压迅速上升,因此在气相反应中不能忽略气态Ga的影响.气态Ga与HCl反应将生成H自由基,并最终生成氨基物GaClNH和GaCl(NH2)2.这两种氨基物均不能继续与NH3发生反应.因此得出结论,在HVPE反应器中,除了GaCl外,还可能存在另外两种含Ga气相分子,即GaClNH2和GaCl(NH2)2,它们将同时提供GaN的表面反应以及纳米粒子的生长前体.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	左然		69	606	14.0	22.0
2	孙秀秀		1	0	0.0	0.0