MOCVD生长InN气相反应路径的量子化学研究

作者：何晓崐; 薛园; 左然^*

来源：化工学报, 2022, 73(12): 5638-5647.

• 密度泛函
• InN
• 气相反应
• MOCVD
• 自由基

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。

• 单位
  江苏大学; 江苏科技大学苏州理工学院