| MOCVD生长AlN/GaN化学反应路径的量子化学研究 |
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| 引用本文： | 王宝良,左然,孟素慈,陈鹏.MOCVD生长AlN/GaN化学反应路径的量子化学研究[J].人工晶体学报,2015,44(8):2237-2244. |
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| 作者姓名： | 王宝良 左然 孟素慈 陈鹏 |
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| 作者单位： | 江苏大学能源与动力工程学院,镇江,212013;江苏大学化学化工学院,镇江,212013;南京大学电子科学与工程学院,南京,210093 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(61176009,61474058) |
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| 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.
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| 关 键 词： | AlN/GaN MOCVD 密度泛函理论 化学反应路径 |
Quantum Chemistry Study on Reaction Paths of GaN/AlN Grown by MOCVD |
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| WANG Bao-liang,ZUO Ran,MENG Su-ci,CHEN Peng.Quantum Chemistry Study on Reaction Paths of GaN/AlN Grown by MOCVD[J].Journal of Synthetic Crystals,2015,44(8):2237-2244. |
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| Authors: | WANG Bao-liang ZUO Ran MENG Su-ci CHEN Peng |
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