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1、氮化铝纳米材料的研究背景简介,在 III 族氮化物半导体材料中，AIN 与其它两种材料相比，其具有禁带最宽的直接带隙，带间跃迁发射波长可进入深紫外波段，使其成为制备紫外/深紫外光电子器件的理想材料。特宽带隙的 AIN 还可以作为其它发光体的基体材料。AlN 具有高的热导率(319Wm-1K-1)；低的介电常数(1 MHz 下约为 8.0);低的热膨胀系数(293773 K,4.8 10-6K-1)；高电阻(体电阻率大于1014cm)、低密度(理论密度 3.26 gcm-3)；低的介电系数和介电损耗；高硬度；高强度;高绝缘性和无毒害等等优异的物理化学特性,被广泛用于高级陶瓷、复合材料和电子材料等
2、领域。特别是电子工业方面有着广泛的应用：如切割工具,高聚物和玻璃材料添加剂,电子基片,保护层材料,光电应用,吸热器件,高能芯片等。,目前 AlN 纳米结构的主要制备方法,直流电弧等离子体方法是一种重要的制备纳米材料的方法，特别是制备一些高熔点的化合物，如氮化物、碳化物、氧化物、硅化物等。电弧放电可以产生极高的温度，可以达到几千度以上，并且在电弧区内存在很大的温度梯度。而等离子体则是由电弧放电在阴阳两极之间产生的电子、离子、原子等混合气体，它是一种高活性、高电离程度、高温的气体，极具反应活性。过去，直流电弧等离子体方法被较多的应用在制备纳米粒子上，近几年，也有一些利用该方法制备出一维纳米结构的报
3、导。利用直流电弧等离子体的这些特性，将金属铝、镓、钪、钇等熔化、蒸发，氮气或者氮气与氨气的混合气体电离。这些金属蒸气与反应气体电离后的活性粒子相互发生反应，成核，最后在基底上温度合适的位置生长出晶体。,1.玻璃罩、2.水冷壁、3.钨杆阴极、4.阳极金属块、5.水冷铜锅,直流电弧等离子体方法反应室示意图,人们发现纳米级的 AlN 材料有很多优异的性质,如纳米级 AlN 的烧结材料会有更好的热导性质，适用于高耗能器件中的应用。还可以作为增韧剂、增强剂加入金属或其他陶瓷材料中，以提高其强度和刚性；纳米 AlN 具有更高的热导率和更高速率声学的压电性质。因此，制备高纯的 AlN 纳米结构的研究随之兴起。研究者们利用各种不同的方法制备出多种形貌的 AlN 纳米结构。,AlN 树状结构的 SEM 照片,AlN 树状结构的 TEM 和 HRTEM 照片,AlN海胆结构的SEM照片,AlN海胆结构的TEM和HRTEM照片,AlN 海胆结构的生长机制图,AlN单边梳结构的SEM照片,AlN 玫瑰花状结构的 SEM 照片,AlN 玫瑰花状结构侧面的 SEM 照片,谢谢大家,
