- 文献综述（或调研报告）：
纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下的一维结构。悬置纳米线指纳米线在真空条件下末端被固定。典型的纳米线的纵横比在1000以上，因此它们通常被称为一维材料。随着科学界对纳米材料的不断探究，半导体材料纳米线作为特性明显的一维材料，在最近一段时间内因作为下一代电子器件和光电器件的基础构成的身份受到了重点关注。半导体纳米线本身具有非常多的种类，其中Ⅲ-Ⅴ族纳米线由于其可调整的禁带宽度和组成成分、超高的载流子迁移率，被认定有希望成为下一代电子光子器件的基本构建单元。【1】之前对于Ⅲ-Ⅴ族纳米线中的砷化镓（GaAs）的研究比较多，然而其中砷是一种有毒的物质，故近期对Ⅲ-Ⅴ族纳米线研究的焦点聚焦到了锑化镓（GaSb）纳米线上，其禁带宽度为0.726eV，理论上空穴迁移率更是可以达到1000 cm2/(V·s)这项数据是Ⅲ-Ⅴ族半导体中的最大值，这些使得锑化镓被认定为在工艺上替代p型硅的最佳半导体材料。【2-5】
制备合成锑化镓的传统方式是通过化学气相沉积，即把1g锑化镓粉末作为源，直接在1纳米厚度的金薄膜表面加热生长。这种方式是采用非外延性生长模式的，为的是消除昂贵衬底的需求和之后在器件集成中的应用。获得的纳米线十分长（gt;10mu;m），很直且密，直径也相对较大（219plusmn;53nm）。相对比，采用硫表面活性剂的话，得到的纳米线在合成条件以及催化薄膜厚度相同的前提下远细于之前得到的（28plusmn;9nm）。为了减小纳米线的直径，将锑化镓和表面活性剂的量调整为1：1，相应降低了生长温度和衬底温度，得到的直径结果不仅更加小而且变化的范围也变小了（24plusmn;4nm）。【6】
锑化镓纳米线的合成过程中的模式仍有争论，主要涉及到两种模式：VLS气相液相固相和VSS气相固相固相。而二者的差别更是会导致获得纳米线形态的巨大差异。山东大学杨再兴教授的研究小组对二者的差异做了总结。一种是利用VLS模式中最优的催化剂金催化的锑化镓纳米线，另一种是VSS模式钯催化的锑化镓纳米线。大体上，钯催化的纳米线既细又长，可以达到35微米长，而对比于金催化的纳米线，在同样长度的生长周期下其长度要低于20微米。因此，钯催化的纳米线生长速率(100um/h)更高。钯催化纳米线的直径是17纳米并且以lt;111gt;的方向生长，然而金催化的纳米线在这个直径分布范围中大多是沿着lt;211gt;晶向生长。钯催化的纳米线直径小并且分布集中，26.9plusmn;3.5nm相比于金催化的纳米线直径分布42.1plusmn;11.7nm。这些差异使得我们很容易就能得到钯催化的纳米线更适用于大尺寸高性能器件的结论。
在一个典型的CVD生长的过程中详细地展现了这两种模式的区别，催化薄膜会在纳米线生长温度下首先退火降温，这导致了纳米量级的金属纳米颗粒的形成。在利用金催化的例子中，金和镓形成共析体的温度小于所需要的生长温度，所以认为它属于气-液-固生长模式。基于Gibbs-Thompson影响，这些流动的液态AuxGay将会进一步聚合并过饱和，导致纳米线在不同的方向生长，其中方向是由表面能量决定的。在气-固-固生长模式中，发现了沿着紧密堆积的平面生长，有着最小表面能量的不流动的固态催化尖端，其圆柱状的尖端有着不同的长度。相近的球直径可以通过假设将圆柱转换为球然后在转换过后，钯催化晶和金催化晶的分布相似计算得出。这种相似的直径分布同样利用AFM图像中的数据得到证明。这种球状的钯催化晶首先在纳米线成核的最初状态时转化为圆柱状，只留下相似的圆状底部为了更细更统一的直径分布的纳米线的生长。因为催化晶的体积除了受直径影响外还受长度的影响，所以在成核和后来的生长过程中控制纳米线的直径变得更加简单。圆柱状的催化晶通过已经建立的催化晶和纳米线的交界面关系指挥纳米线的外延生长方向，这种交界面关系是独立于纳米线的直径和生长条件的。【7】
由于在CVD制备过程中是无法确认实验过程中纳米线是以何种形式存在的，在我的毕业设计中主要的任务便是设计实验来验证是否利用这种制备条件的前提下，纳米线是按照VSS模式制备合成的。
[1]Del Alamo, J. A. Nanometre-Scale Electronics with III-V Compound Semiconductors. Nature 2011, 479, 317minus;323.
[2]Ganjipour, B.; Nilsson, H. A.; Mattias Borg, B.; Wernersson, L.-E.;Samuelson, L.; Xu, H.; Thelander, C. GaSb Nanowire Single-Hole Transistor. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 262104.
[3] Luo, T.; Liang, B.; Liu, Z.; Xie, X.; Lou, Z.; Shen, G. Single-GaSb-Nanowire-Based Room Temperature Photodetectors with Broad Spectral Response. Sci. Bull. 2015, 60, 101minus;108.
[4] Xu, G.; Huang, S.; Wang, X.; Yu, B.; Zhang, H.; Yang, T.; Xu, H.;Dai, L. Synthesis, Properties, and Top-Gated Metalminus;Oxideminus;Semiconductor Field-Effect Transistors of P-Type GaSb Nanowires. RSC Adv. 2013, 3, 19834minus;19839.
[5] Zai-xing Yang, SenPo Yip, Dapan Li, Ning Han, Approaching the Hole Mobility Limit of GaSb Nanowires. ACS Nano 2015,9(9)，9268-9275.
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