Synthese und Charakterisierung von Galliumoxidnitriden

Die Herstellung des kubischen Galliumoxidnitrids über die Reaktion von GaN und Ga2O3 bedingt die Verwendung von Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren, die nur geringe Materialmengen liefern. Bisher existiert daher keine umfassende Charakterisierung der Materialeigenschaften. In dieser Arbeit werden zwei alternative Syntheserouten des kubischen Galliumoxidnitrids untersucht, welche die Herstellung größerer Mengen unter reduzierten Druck-Temperatur-Bedingungen ermöglichen. Der erste Teil widmet sich einem Verfahren, das auf der Pyrolyse organometallischer Precursoren basiert. Es wird eine detaillierte chemische, strukturelle und optoelektronische Charakterisierung der Precursor-abgeleiteten Galliumoxidnitride präsentiert. Abschließend wird die Möglichkeit evaluiert aus den amorphen Materialien die kubische Modifikation des Galliumoxidnitrids in einer heißisostatischen Presse zu kristallisieren. Der zweite Teil beschreibt die solvothermale Synthese von stickstoffarmen, kubischen Galliumoxidnitriden. Neben der chemischen und strukturellen Untersuchung liegt der Fokus auf dem Einfluss des Gitterstickstoffs auf die optischen Bandlücken und die Defektlumineszenz der Galliumoxidnitride.

Klappentext

Die Herstellung des kubischen Galliumoxidnitrids über die Reaktion von GaN und Ga2O3 bedingt die Verwendung von Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren, die nur geringe Materialmengen liefern. Bisher existiert daher keine umfassende Charakterisierung der Materialeigenschaften. In dieser Arbeit werden zwei alternative Syntheserouten des kubischen Galliumoxidnitrids untersucht, welche die Herstellung größerer Mengen unter reduzierten Druck-Temperatur-Bedingungen ermöglichen. Der erste Teil widmet sich einem Verfahren, das auf der Pyrolyse organometallischer Precursoren basiert. Es wird eine detaillierte chemische, strukturelle und optoelektronische Charakterisierung der Precursor-abgeleiteten Galliumoxidnitride präsentiert. Abschließend wird die Möglichkeit evaluiert aus den amorphen Materialien die kubische Modifikation des Galliumoxidnitrids in einer heißisostatischen Presse zu kristallisieren. Der zweite Teil beschreibt die solvothermale Synthese von stickstoffarmen, kubischen Galliumoxidnitriden. Neben der chemischen und strukturellen Untersuchung liegt der Fokus auf dem Einfluss des Gitterstickstoffs auf die optischen Bandlücken und die Defektlumineszenz der Galliumoxidnitride.