[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 REDUTOR

[pt] BRUNO CAVALCANTE DI LELLO

[pt] NITRETO DE GALIO

[pt] PROCESSO DE NITRETACAO

[pt] REACOES GAS-SOLIDO

[en] GALLIUM NITRIDE

[en] NITRIDING PROCESS

[en] GAS-SOLID REACTIONS

[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.

FRANCISCO JOSE MOURA

HELIO MARQUES KOHLER

HELIO MARQUES KOHLER

ROBERTO JOSE DE CARVALHO

FRANCISCO JOSE MOURA

MARIA LUISA GREGORI

MARIA CECILIA DE SOUZA NOBREGA

2003-10-13

2002-12-16

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=4002@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=4002@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.4002