Academic literature on the topic 'Gallium-Nitrid'

Presented thesis is focused on the study of properties of Ga and GaN nanostructures on graphene. In the theoretical part of the thesis a problematics of graphene and GaN fabrication is discussed with a focus on the relation of Ga and GaN to graphene. The experimental part of the thesis deals with the depositions of Ga on transferred CVD-graphene on SiO2. The samples are analyzed by various methods (XPS, AFM, SEM, Raman spectroscopy, EDX). The properties of Ga on graphene are discussed with a focus on the surface enhanced Raman scattering effect. Furthermore, a deposition of Ga on exfoliated graphene and on graphene on a copper foil is described. GaN is fabricated by nitridation of the Ga structures on graphene. This process is illustrated by the XPS measurements of a distinct Ga peak and the graphene valence band during the process of nitridation.

This diploma thesis is focused on deposition Ga and GaN structures on graphene fabricated by method of mechanical exfoliation. For mechanical exfoliation was used new method with using DGL Gel-Film with kinetically controlled adhesion. Ga is deposited by Molecular beam epitaxy with using eusion cell in UHV conditions. GaN was obtained by post-nitridation of Ga islands. These structures were investigated with optical microscope, SEM, Raman spectroscopy and photoluminiscence.

Polystyrene block polyethyleneimine (PS-b-PEI) copolymer prepared by combining PS and poly(2-methyl-2-oxazoline) (PMeOx) segments together through two strategies. Furthermore, PMeOx block was hydrolysis to produce PEI block which linked with PS block. Macroinitiator route is one of these two ways to prepare PS-b-PEI copolymer. Polystyrene macroinitiator or poly(2-methyl-2-oxazoline) macroinitiator prepared through Nitroxide Mediate Radical Polymerization (NMRP) or Cationic Ring Opening Polymerization (CROP) respectively. Each macroinitiator has active initiated terminal group toward another block monomer. Second strategy based on coupling of PS segment with PMeOx block through “click” coupling chemistry. Polystyrene modified with terminal azide moiety are combined with PMeOx functionalized with alkyne group via 1,3 dipolar cycloaddition reaction “click reaction”. PS-b-PMeOx was hydrolysis in alkaline medium to produce amphiphilic PS-b-PEI copolymer. A set of block copolymer with different block ratios was prepared and investigated to select suitable block copolymer for further applications. Stichiometric PS-b-PEI copolymer selected to stabilize gold nanoparticle (Au NPs) in polymer matrix. PEI segment work as reducing and stabilizing agent of gold precursor in aqueous solution. Various concentrations of gold precursor were loaded and its effect on UVVIS absorbance, particle size and particle distribution studied. In addition, reduction efficiency of PEI block was determined from XPS measurements. The thickness of Au NPs/PS-b-PEI thin film was determined with a novel model for composite system. On the other hand, Gallium nitride quantum dots (GaN QDs) stabilized in PS-b-PEI copolymer after annealing. Our amphiphilic block copolymer exhibit nice thermal stability under annealing conditions. GaN QDs prepared in narrow nano-size with fine particle distribution. Blue ray was observed as an indication to emission activity of GaN crystal. Over all, PS-b-PEI copolymer synthesized through macroinitiator and click coupling methods. It was successfully stabilized Au NPs and GaN QDs in polymer matrix with controlled particle size which can be post applied in tremendous industrial and researcher fields.

III-nitridy běžně krystalizují v hexagonální (wurtzitové) struktuře, zatímco kubická (sfaleritová) struktura je metastabilní a má pouze mírně vyšší energii. Jejich fyzikální vlastnosti jsou silně ovlivněny přítomností rozsáhlých defektů, které jsou v těchto dvou strukturách od sebe odlišné. U wurtzitových nitridů se jedná primárně o vláknové dislokace. Některé vláknové dislokace tvoří hluboké energetické stavy v zakázaném pásu, kterými ovlivňují elektrické a optoelektronické vlastnosti těchto materiálů. Oproti tomu, kubické nitridy obsahují množství vrstevných chyb, které představují lokální transformace do stabilnější wurtzitové struktury. Cílem této práce je charakterizovat rozsáhlé defekty v obou krystalových strukturách pomocí elektronové mikroskopie, mikroskopie atomárních sil a rentgenové difrakce. Prokázali jsme, že vzorky GaN/AlN a AlN s orientací (0001) rostlé na substrátu Si (111) pomocí epitaxe z organokovových sloučenin obsahují velkou hustotu vláknových dislokací. Nejčastější jsou dislokace s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a wurtzitové struktury, následované dislokacemi s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a+c, zatímco dislokace s Burgersovým vektorem s c komponentou jsou relativně vzácné. Pravděpodobný původ vláknových dislokací je diskutován v souvislosti s různými mechanismy růstu těchto vrstev. Prizmatické vrstevné chyby byly nalezeny v tenkých nukleačních vrstvách AlN, ale v tlustších vrstvách již nebyly přítomny. Na rozhraní AlN / Si byla nalezena amorfní vrstva složená ze SiNx a částečně taky z AlN. Navrhujeme, že by tato amorfní vrstva mohla hrát významnou roli při relaxaci misfitového napětí. Analýza elektrické aktivity rozsáhlých defektů v AlN byla provedena pomocí měření proudu indukovaného elektronovým svazkem. Zjistili jsme, že vláknové dislokace způsobují slabý pokles indukovaného proudu. Díky jejich vysoké hustotě a rovnoměrnému rozložení však mají větší vliv na elektrické vlastnosti, než mají V-defekty a jejich shluky. Topografické a krystalografické defekty byly studovány na nežíhaných a žíhaných nukleačních vrstvách kubického GaN deponovaných na 3C-SiC (001) / Si (001) substrátu. Velikost ostrůvků na nežíhaných vzorcích se zvyšuje s tloušťkou nukleační vrstvy a po žíhání se dále zvětšuje. Po žíhání se snižuje pokrytí substrátu u nejtenčích nukleačních vrstev v důsledku difúze a desorpce (nebo leptání atmosférou reaktoru). Vrstevné chyby nalezené ve vrstvách GaN, poblíž rozhraní se SiC, byly většinou identifikovány jako intrinsické a byly ohraničené Shockleyho parciálními dislokacemi. Jejich původ byl diskutován, jako i vliv parciálních dislokací na relaxaci misfitového napětí. Díky velkému množství vrstevných chyb byly podrobněji studovány jejich interakce. Na základě našich zjištění jsme vyvinuli teoretický model popisující anihilaci vrstevných chyb v kubických vrstvách GaN. Tento model dokáže předpovědět pokles hustoty vrstevných chyb se zvyšující se tloušťkou vrstvy.

The objective of this master thesis was to provide the optimization of an ion-atom beam source for the improvement of its properties. The improvement of the parameters increases the efficiency of the source during the deposition of gallium nitride ultrathin films (GaN) being important in microeletronics and optoelectronics. After optimization, the depositions of GaN ultrathin films on Si(111) 7x7 at lower temperatures (

Diese Arbeit befasst sich mit der Keimbildung und den Wachstumsmechanismen von GaN-Nanodrähten (NWs), die mittels Molekularstrahlepitaxie (MBE) hergestellt wurden. Die Hauptneuheiten dieser Studie sind der intensive Gebrauch von in-situ Messmethoden und der direkte Vergleich zwischen katalysatorfreien und katalysatorinduzierten NWs. In der MBE bilden sich GaN-NWs auf Silizium ohne Katalysator. Auf Saphir dagegen wachsen NWs unter den gleichen Bedingungen nur in der Anwesenheit von Ni-Partikeln. Die Nukleationsprozesse sind für beide Ansätze fundamental verschieden. In dem katalysatorinduzierten Ansatz reagiert Ga stark mit den Ni-Keimen, deren Kristallstruktur für das Nanodraht-Wachstum entscheidend sind, während in dem katalysatorfreien Ansatz bildet N eine Zwischenschicht mit Si vor der ausgeprägten GaN-Nukleation. Mittels beider Ansätze wachsen einkristalline wurtzite GaN-NWs in Ga-polarer Richtung. Allerdings sind unter denselben Wachstumsbedingungen die katalysatorinduzierten NWs länger als die katalysatorfrei gewachsenen und enthalten viele Stapelfehler. Im Vergleich sind die katalysatorfreien größtenteils defektfrei und ihre Photolumineszenz ist viel intensiver als jene der katalysatorinduzierten NWs. Alle diese Unterschiede können auf den Katalysator zurückgefürt werden. Die Ni-Partikel sammeln die an den Nanodraht-Spitzen ankommenden Ga-Atome ef?zienter ein als die unbedeckte oberste Facette im katalysatorfreien Fall. Außerdem können Stapelfehler sowohl aus der zusätzlichen Festkörperphase des Ni-Katalysators als auch aus der Verunreinigung der NWs mit Katalysatormaterial resultieren. Solch eine Kontaminierung würde schließlich nicht-strahlende Rekombinationszentren verursachen. Somit mag die Verwendung von Katalysatorkeimen zusätzliche Möglichkeiten bieten, das Wachstum von NWs zu kontrollieren. Jedoch sind sowohl die strukturellen als auch die optischen Materialeigenschaften der katalysatorfreien NWs überlegen.<br>This work focuses on the nucleation and growth mechanisms of GaN nanowires (NWs) by molecular beam epitaxy (MBE). The main novelties of this study are the intensive employment of in-situ techniques and the direct comparison of self-induced and catalyst-induced NWs. On silicon substrates, GaN NWs form in MBE without the use of any external catalyst seed. On sapphire, in contrast, NWs grow under identical conditions only in the presence of Ni seeds. The processes leading to NW nucleation are fundamentally different for both approaches. In the catalyst-assisted approach, Ga strongly reacts with the catalyst Ni particles whose crystal structure and phases are decisive for the NW growth, while in the catalyst-free approach, N forms an interfacial layer with Si before the intense nucleation of GaN starts. Both approaches yield monocrystalline wurtzite GaN NWs, which grow in the Ga-polar direction. However, the catalyst-assisted NWs are longer than the catalyst-free ones after growth under identical conditions, and they contain many stacking faults. By comparison the catalyst-free NWs are largely free of defects and their photoluminescence is much more intense than the one of the catalyst-assisted NWs. All of these differences can be explained as effects of the catalyst. The seed captures Ga atoms arriving at the NW tip more efficiently than the bare top facet in the catalyst-free approach. In addition, stacking faults could result from both the presence of the additional solid phase constituted by the catalyst-particles and the contamination of the NWs by the catalyst material. Finally, such contamination would generate non-radiative recombination centers. Thus, the use of catalyst seeds may offer an additional way to control the growth of NWs, but both the structural and the optical material quality of catalyst-free NWs are superior.

This master’s thesis deals with the design and realization of a functional sample power inverter for an electric compressor, which is used in hybrid cars. The electric compressor powered by the inverter is E-compressor by Garrett Advancing Motion. An inverter will be using modern High Electron Mobility Transistors which are based on gallium nitride (GaN). The purpose of this thesis is to find if GaN transistors can be used in E-boosting application.

This master’s thesis deals with the design of the switching power supply on the principle of high frequency converter. The goal of this thesis is construction of converter which is using GaN MOSFET transistors and SiC diodes for switching. The converter uses two switch forward power supply topology. Unusually high switching frequency was chosen for the design with power transformer with open magnetic core. The outcome of this work is functional converter which is primarily intended for educational and demonstrational purposes. Multiple parts of this converter are divided into individual blocks, which can be further used for construction of other types of switching converters.