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一種密度可控的ZnO納米棒陣列的制備方法與流程

文檔序號:12390559閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種密度可控的ZnO納米棒陣列的制備方法,其特征在于,由兩個階段組成,首先采用金屬有機化學氣相沉積法生長GaN 量子點,然后采用水熱法在GaN量子點表面進行 ZnO 納米棒的。

2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述GaN量子點的生長階段,包括如下步驟:

1)在藍寶石襯底上于 650 ℃生長AlN低溫成核層,再升溫至 1010 ℃, 利用脈沖原子層沉積生長PALE-AlN,通過預鋪 Al 技術使生長表面更為平坦,然后升溫至 1100 ℃下生長高溫AlN層;

2)生長完畢的整個AlN 層作為緩沖層,在此基礎上外延Al0.5GaN 層,Al0.5GaN 層的生長溫度為 990 ℃;

3)生長AlGaN模板,在Al0.5GaN 模板和 AlN 緩沖層之間插入 10 個周期的 Al0.5GaN/AlN 超晶格來消除Al0.5GaN 外延層內部的張應力,避免薄膜開裂,其中Al0.5GaN/AlN 超晶格的生長溫度為 990 ℃,每個周期中Al0.5GaN 和 AlN 的厚度分別為10和15 nm;

4)在Al0.5GaN上生長GaN 量子點,生長溫度為785 ℃,生長時間為11 s,中斷時間為18~30 s。

3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,步驟1)中,AlN低溫成核層的厚度是20nm,高溫AlN層的厚度為200 nm 。

4.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,步驟1)中,三甲基鋁和 氨氣流量分別為 4.056 μmol/min 和 2500 sccm。

5.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,步驟2)中,,三甲基鋁、三乙基鎵和 NH3流量分別為 5.634 μmol/min、13.966 μmol/min 和 2500 sccm, Al0.5GaN 層的厚度為500 nm。

6.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,步驟3)中,每個周期,AlN 的生長過程三甲基鋁和NH3流量分別為 5.634 μmol/min 和 2500 sccm。

7.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于步驟4)中,三乙基鎵和NH3流量分別為32.6 μmol/min和1400 sccm。

8.根據權利要求1或2所述的制備方法,其特征在于,GaN 量子點上ZnO納米棒的生長分為 5 個步驟:

(1)將 GaN/AlGaN 量子點樣品依次放入丙酮、無水乙醇和去離子水中清洗,在每種液體浸泡的同時進行超聲處理 5 分鐘;

(2)將清洗后的樣品放入分析純氨水中浸泡 10 分鐘;

(3)分別在兩個燒杯中配置六水硝酸鋅和六亞甲基四胺溶液,兩種溶液濃度都為25mM;

(4)將 GaN 量子點樣品的生長面朝下放在反應釜中,然后分別倒入配置好的兩種溶液,立刻將反應釜放入 95℃烘箱中加熱 4 個小時;

(5)取出反應釜用冷水沖洗來快速降溫,然后取出樣品進行清洗干燥。

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