無(wú)機(jī)材料第二章合成氣相固相-展示頁(yè)
2025-05-11 08:23本頁(yè)面
【正文】 Page 22 Page 23 化學(xué)氣相沉積： VLS 機(jī)理 Page 24 Ga催化合稱的 SiO2 Ge催化合成的 ZnO SiSiGe nanowires 化學(xué)氣相沉積：納米線陣列 碳納米管 Page 25 化學(xué)氣相滲透 CVI （ Chemical Vapor Infiltration ） Page 26 化學(xué)氣相傳輸 一個(gè)或多個(gè)固體反應(yīng)物與一個(gè)揮發(fā)性物質(zhì)反應(yīng)，最后在 反應(yīng)裝置的另一端沉積出固體產(chǎn)物。從 1994～ 2022，日亞獲得大約１兆 2,086 億日元 ( 約合 億美元 )的銷售收入 。 LEDs are expected to reach $ billion by 2022. 4. Industry experts estimate the market for blue lasers in the next generation of DVD and CD players alone will exceed $1 billion. Shuji Nakamura 1. 1954 年出生于日本愛(ài)媛縣瀨戶町， 1977 年德島大學(xué)工學(xué)院電子工程學(xué)士畢業(yè)， 1979 年德島大學(xué)電子工程碩士學(xué)位畢業(yè)，同年進(jìn)入日亞化學(xué) (Nichia) 2. 1988 年日亞化學(xué)資助中村進(jìn)入美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué) ... 3. 1990年， Nakamura先對(duì) GaN生長(zhǎng)工藝 MOCVD做了改進(jìn)，提出了雙流送氣法； 4. 1992年，他用改進(jìn)的 MOCVD去生長(zhǎng) p型 GaN，通過(guò)熱退火工藝，消除了氫鈍化的影響； 5. 1992年，他成功生長(zhǎng)出了高質(zhì)量 InGaN單晶層； 6. 1993年， Nakamura制作出了世界上第一個(gè)藍(lán)光 GaN的 LED； 7. 1995年，為提高發(fā)光效率，他基于多量子阱結(jié)構(gòu)，制作了世界上第一個(gè)脈沖式的InGaN LED； 8. 1995年，沒(méi)過(guò)多久，他又制作出了世界上第一個(gè)連續(xù)光發(fā)射的 InGaN LED； 9. 1996年， Nakamura又率先制作了高亮度的白光和綠光 LED。 ? 原子層沉積 Atomic Layer Deposition (ALD) 1974 by Dr. Tuomo Suntola and coworkers in Finland 將合成分成兩個(gè)“半反應(yīng)” 兩種前驅(qū)物分段進(jìn)入反應(yīng)腔 半反應(yīng)具有自限性 Page 18 ALD Al2O3 Page 19 ALD ?優(yōu)點(diǎn) ? 組成精確 ? 大面積均勻 ? 厚度精確可控 ? 低溫，條件溫和，基底無(wú)特殊要求 ?缺點(diǎn) ? 沉積速度慢 ? 適用范圍小 Page 20 MOCVD： ? GaN ( eV) ? Ga(CH3)3 + NH3 →GaN Page 21 Japan (Shuji Nakamura, now at UCSB) developed the 1st green, blue, violet amp。 Adv. Mater. doi:火焰燃燒法 ? Xiaolin Zheng， Stanford Page 11 化學(xué)氣相沉積 ? 化學(xué)氣相沉積：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，將氣相前驅(qū)物在基底表面轉(zhuǎn)化成為固態(tài)產(chǎn)物的沉積過(guò)程，一般用于制備薄膜材料。 地球上的蠟燭火焰 太空中的蠟燭火焰 火焰燃燒法 Page 10 高明遠(yuǎn)小組用火焰燃燒法制備磁性納米顆粒 采用甲醇為溶劑及燃料，以乙酰丙酮鐵及正硅酸乙酯為前驅(qū)體，通過(guò)直接燃燒前驅(qū)體的甲醇溶液，在火焰中得到了結(jié)構(gòu)規(guī)整 Fe2O3llSiO2雙面體球形磁性納米顆粒。最外面幾乎無(wú)光的部分，是氣體完全燃燒的部分。含著碳粒子，被燒熱發(fā)出強(qiáng)光，并有還原作用，也稱還原焰。 2. 內(nèi)焰。無(wú)機(jī)材料的合成與制備 Synthesis Approaches for Inanic materials 施益峰 綱要 ?總論 合成的目的和意義 ?液相合成 沉淀反應(yīng)，溶膠凝膠，水熱 /溶劑熱，電化學(xué) ?氣相合成 熱裂解，火焰燃燒法，氣相沉積，氣相輸運(yùn)，物理沉積 ?固相合成 固 固反應(yīng)，液 固反應(yīng) Page 2 氣相合成 氣相熱裂解 ? 前驅(qū)物 : 氣體 /液體 /固體 ? 輔助活化 : 激光 等離子體 超聲噴霧 火焰 ? 特點(diǎn) : 連續(xù)合成，適合大規(guī)模生產(chǎn) 分離方便 ? 缺點(diǎn)： 顆粒形貌 不規(guī)整 高溫區(qū)停留時(shí)間短，結(jié)晶度差 一般只用于合成粉體材料 Page 4 氣相熱裂解 Page 5 Aluminum nitride (AlN) 氣相熱裂解 Page 6 Swihart, Langmuir 2022, 19, 84908496 Silicon nanoparticles 氣相熱裂解 ? 例子 : 氣相白炭黑 氣相白炭黑又稱氣相二氧化硅、焦性二氧化硅，是四氯化硅在氧 氫焰中水解而成的 Si02的白色球形超細(xì)粒子，表觀密度 0． 05 g/cm3 反應(yīng)： SiCl4 +H2 + O2 → SiO 2 + H2O + HCl CH3SiCl3 + H2 + O2 → SiO 2 + CO2 + H2O + HCl 特點(diǎn)： 高純度 ( %)，粒度小 (740 nm)、比表面積大 (150～ 380 m2/g)、優(yōu)越的穩(wěn)定性、分散性、補(bǔ)強(qiáng)性、 增稠性和觸變性 應(yīng)用： 橡膠補(bǔ)強(qiáng)，特別是硅橡膠，其強(qiáng)度可提高 40倍
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