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[en] SYNTHESIS OF GALLIUM NITRIDE POWDER FROM GAS-SOLID REACTION USING CARBON AS REDUCING AGENT / [pt] SÍNTESE DE PÓS DE NITRETO DE GÁLIO POR REAÇÃO GÁS-SÓLIDO UTILIZANDO CARBONO COMO AGENTE REDUTOR13 October 2003 (has links)
[pt] O nitreto de gálio (GaN) é um dos mais interessantes e
promissores materiais para aplicação em dispositivos óptico-
eletrônicos. GaN pode ser usado para a fabricação de diodos
e lasers azuis. O desenvolvimento deste tipo de material
está relacionado com três campos principais: 1) deposição
de camadas de GaN cristalino; 2) produção de nano-
filamentos a partir de reações confinadas no interior
de nanotubos de carbono; 3) síntese de GaN em pó por
diferentes métodos químicos. Recentemente, novas técnicas
de deposição adotaram a sublimação de pós de GaN como fonte
de gálio para a produção de nanofilamentos de GaN, filmes
finos ou cristais. Estes métodos de sublimação mostram a
necessidade do emprego de pós de GaN. No presente trabalho,
é apresentada uma nova rota para a produção de pós de GaN a
partir da reação gás-sólido entre Ga2O3 e NH3(g)
utilizando o carbono como agente redutor no interior de um
novo tipo de reator, disposto verticalmente. A partir desta
rota obteve-se pós de GaN com conversões aproximadamente de
100% e com estrutura cristalina hexagonal. A quantidade de
GaN obtida variou de acordo com os parâmetros experimentais
adotados. Através de uma análise estatística foi possível
determinar a influência da temperatura, razão molar de
carbono/Ga2O3 e do tempo experimental sobre a taxa de
produção de GaN. / [en] It is well known that gallium nitride (GaN) is one of the
most interesting and promising materials for optoelectronic
devices. GaN can be used for manufacturing blue light-
emitting diodes and lasers. Development of this material is
concerned with three main areas 1) deposition of GaN
crystalline layers onto different substrates; 2)
manufacturing of GaN nanorods from chemical reactions in
the confined spaces provided by carbon nanotubes; 3)
synthesis of GaN powders by different chemical methods.
Recently, new deposition techniques have adopted
sublimation of GaN powders as gallium source to produce GaN
nanorods, thin films or bulk crystals. These sublimation
methods rely on the supply of GaN powders. This thesis
presents a new route to produce GaN powder from gas-solid
chemical reaction between Ga2O3 and NH3 using carbon as
reducing agent in a new reactor design. The GaN powder
obtained from this route possesses a hexagonal crystal
structure and was found to correspond to almost 100%
conversion of Ga2O3. The amount of GaN present in the
powders varied with experimental parameters. A statistical
analysis showed the influence of temperature, carbon/Ga2O3
ratio and experimental time on the production of GaN powder.
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