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MOCVD生长InN气相反应路径的量子化学研究

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利用量子化学的密度泛函理论,对MOCVD生长InN的气相反应路径进行较全面的计算分析,通过计算不同温度下各反应的Gibbs能差和反应能垒,分别从热力学和动力学角度确定从TMIn/NH3生长InN的主要气相反应路径.研究发现:当载气为N2时,InN生长的气相反应路径主要为热解路径与加合路径的竞争.在高温(T>873.0 K)时以TMIn的热解为主,在低温(T<602.4 K)时以TMIn与NH3的加合反应为主,在中温(602.4 K<T<873.0 K)时以加合物TMIn:NH3的分解反应为主.当载气为H2时,由于气相热解和表面反应将产生H和NH2自由基,H自由基将加速TMIn的热解,NH2自由基将与TMIn、DMIn等反应生成氨基物DMInNH2.H自由基还会与氨基物反应,在高温衬底附近生成InNH2,从而使表面反应前体由传统的MMIn和In变为InNH2.研究结果给出了InN MOCVD气相反应路径与温度的定量关系,以及H和NH2自由基的参与引起的新的气相反应路径.
Quantum chemistry study on gas reaction path in InN MOCVD growth

何晓崐、薛园、左然

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江苏科技大学苏州理工学院,江苏张家港 215600

密西西比大学化学与生物化学系,密西西比牛津 38677

欧柏林学院化学与生物化学系,俄亥俄欧柏林 44074

江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江 212013

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密度泛函 InN 气相反应 MOCVD 自由基

国家自然科学基金

61474058

2022

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.26
ISSN:0438-1157
年,卷(期):2022.73(12)
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