MOVPE生长AlN的气相反应机理的密度泛函理论研究

作者：张莲; 张红; 左然

来源：人工晶体学报, 2018, 47(03): 481-488.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2018.03.004

• 密度泛函
• 气相反应
• AlN
• MOVPE

利用量子化学的密度泛函理论,对MOVPE生长Al N的气相反应路径进行理论计算和分析,特别针对氨基物DMAl NH2形成后的多聚反应、多聚物消去甲烷反应、以及温度的影响关系进行研究。通过对不同反应路径的吉布斯自由能和反应能垒的计算,分别从热力学和动力学上确定最可能的末端气相反应前体。研究发现,氨基物通过与NH3的双分子碰撞,很容易越过较低的能垒,形成稳定的Al(NH2)3。在385 K<T<616 K,三聚物(DMAl NH2)3消去CH4变成(MMAl NH)3的反应容易发生。在641 K<T<1111 K,二聚物(DMAl NH2)2消去CH4变成(MMAl NH)2的反应容易发生。而(MMAl NH)2、(MMAl NH)3继续消去CH4生成(Al N)2、(Al N)3的反应,由于吉布斯自由能差都大于零,而且能垒也很大,故很难发生。因此,在Al N的MOVPE过程中,Al(NH2)3、(MMAl NH)2和(MMAl NH)3是最可能的三种末端气相反应前体,它们将决定Al N的表面反应生长。

• 出版日期2018
• 单位江苏大学