Reaction of $MMe_3$ (M = Al, Ga) with 1 equiv of $NH_2NPh_2$ affords a dimeric complex $[Me_2M-μ-N(H)NPh_2]_2$ [M = Al (1), M = Ga (2)] as a mixture of trans and cis isomers. Purification of 1 and 2 by recrystallization gives only trans isomers 1a and 2a, respectively. Variable-temperature $^1H$ NMR studies reveal that both 1 and 2 in solution undergo trans → cis isomerization with free energy of activation $(ΔG_c^{++})$ values of 15.9 kcal/mol for 1 and 18.3 kcal/mol for 2.
The solid state structures of trans isomers 1a and 2a have been determined by single-crystal X-ray diffraction studies. The molecular geometries of 1a and 2a consist of a centrosymmetric and dimeric unit $(M-N)_2$ with two bridging hydrazido groups and two terminal methyl groups bound to each metal atom. The two $N-NPh_2$ groups are trans to each other with respect to the $(M-N)_2$ core plane. The coordination geometry of both metal and nitrogen atoms are distorted tetrahedral.
Reaction of trimeric amidogallane, $[Et_2Ga-μ-NH_2]_3$ with 1 equiv of hydrogen azide affords a dialkylazidogallium-ammonia adduct $Et_2(N_3)Ga:NH_3$ (3). Gallium nitride (GaN) film growth has been carried out in a cold wall organometallic chemical vapor deposition (OMCVD) reactor. The crystalline structure, chemical composition, and optical property of the deposited films have been investigated by X-ray diffraction (XRD), pole figure analysis, scanning electron microscopy (SEM), photoluminescence (PL), transmittance electron microscopy (TEM), and Rutherford backscattering spectrometry (RBS).
GaN thin films are grown with 3 on Si(111) substrates in the temperature range of 350~450^℃ in the absence of carrier gas by low-pressure chemical vapor deposition. Hexagonal GaN thin films have been obtained on Si (111) substrates at 350℃ and $6.0×10^{-6}$ Torr . The stoichiometry of the resulting film has been determined by RBS. The film structure has been examined by XRD, pole figure analysis, SEM, and TEM. XRD, pole figure, and SEM analyses reveal that GaN films have a strong (002) preferred orientation. Polycrystalline GaN buffer layer (＜ 0.4 mm ) was initially grown on Si(111)substrate and subsequently forms columnar fine crystals with strong (002) preformed orientation GaN film. Corresponding TEM image and selected area electron diffraction confirm the formation of GaN buffer layer. The stoichiomerty of gallium to nitrogen is approximately 1:1 based on RBS data. PL spectrum exhibits the band gap of 2.80 eV for the GaN film with 3.
트리메틸알루미늄과 트리메틸갈륨을 1,1-디페닐히드라진과 반응시켜 이합체인 $[Me_2M-μ-N(H)NPh_2]_2$ [M = Al(1), M = Ga(2)]의 트란스, 시스 이성질체의 혼합물을 얻었다. 재결정에 의해 정제된 1과 2는 트란스 이성질체 1a와 2a로만 존재한다. 온도를 변화시키면서 $^1H$ NMR 로 관찰하여 1과 2가 트란스 → 시스 이성질화를 보임을 확인하였고, 활성화 자유에너지($ΔG_c^{++}$)는 1의 경우 15.9 kcal/mol 이고, 2의 경우 18.3 kcal/mol 이다.
단결정 X-선 회절분석을 이용하여 트란스 이성질체 1a와 2a의 고상구조를 밝혔다. 트란스 이성질체 1a와 2a의 분자구조는 각 금속원자에 결합된 두 개의 터미널 메틸기와 두 개의 브리징 히드라지도 기를 가진 중심대칭이고, 이량체 단위인 $(M-N)_2$로 이루어져 있다. 두 개의 $N-NPh_2$ 기는 $(M-N)_2$ 중심면에 대해 서로 트란스이다. 각 금속원자와 질소원자들의 배위 기하구조는 일그러진 사면체 구조이다.
$[Et_2Ga-μ-NH_2]_3$을 1 당량의 아지드산과 반응시켜 단위체인 $Et_2(N_3)Ga:NH_3$ (3)를 합성하였다. 찬벽 유기금속 기상증착장치(OMCVD)를 이용하여 질화갈륨 (GaN) 박막을 성장시켰다. 증착된 박막의 결정 구조, 화학 조성, 광학적 성질 등은 X-선 회절분석 (XRD), 극점도 분석, 주사전자현미경 (SEM), 광발광 (PL), 투과전자현미경 (TEM)과 라더포드 후방산란 분광계(RBS)를 사용하여 조사하였다.
3을 단일선구물질로 사용하여 Si (111) 기질 위에서 캐리어 가스를 사용하지 않고 350~450℃ 범위에서 낮은 압력의 증착방법에 의해 GaN 박막을 성장시켰다. 350℃와 $6.0×10^{-6}$ Torr에서 육방형의 GaN 박막을 얻었다. 막의 구조는 XRD, 극점도분석, SEM과 TEM 으로 분석하였다. XRD, 극점도 분석과 SEM 으로부터, GaN 박막이 강한 (002) 우선배향성을 가지고 있음을 알 수 있었다. 다결정 GaN 완충층 (＜0.4 ㎛)이 초기에 Si(111) 기질위에 성장하고, 뒤이어 강한 (002) 우선배향을 가진 미세한 기둥모양의 결정을 형성하였다. TEM 이미지 와 선택면적 전자회절(selected area electron diffraction)로 GaN 완충층이 형성됨을 확인하였다. RBS 분석을 통해 갈륨과 질소의 비는 대략 1 : 1 임을 알 수 있었다. PL 분석은 3으로 증착된 GaN 막의 띠간격이 2.80 eV 임을 보여주었다.
