一种固溶体纳米线及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109706434A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201910062837.1(22)申请日2019.01.23(71)申请人国家纳米科学中心地址100190北京市海淀区中关村北一条11号(72)发明人萨德·阿拉·简郭北斗宫建茹(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.C23C16/30(2006.01)C23C16/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种固溶体纳米线及其制备方法和用途(57)摘要本发明提供了一种固溶体纳米线及其制备方法和用途。本发明提供的固溶体纳米线为InP-ZnSe固溶体纳米线。所述制备方法包括：(1)在衬底上覆盖催化剂，并对覆盖催化剂的衬底进行退火，得到退火衬底；(2)将InP和ZnSe的混合物置于一端封口一端开口的石英管的一侧，将退火衬底置于所述石英管的另一侧，将所述石英管置于反应炉中，抽真空后通入保护性气体，在加热条件下进行化学气相沉积反应，得到所述固溶体纳米线；其中，InP和ZnSe的混合物的温度高于退火衬底的温度。本发明提供的固溶体纳米线尺寸均匀，结晶度良好，迁移率高，带隙大小可调，可用于器件中，减少稀有金属In的使用量。CN109706434ACN109706434A权利要求书1/2页1.一种固溶体纳米线，其特征在于，所述固溶体纳米线为InP-ZnSe固溶体纳米线。2.根据权利要求1所述的固溶体纳米线，其特征在于，所述固溶体纳米线的平均直径为50-400nm；优选地，所述固溶体纳米线的长度为1-6μm；优选地，所述固溶体纳米线中，InP的摩尔百分含量为0-100％且不包括0和100％，优选为50-66.7％。3.一种如权利要求1或2所述固溶体纳米线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在衬底上覆盖催化剂，并对覆盖催化剂的衬底进行退火，得到退火衬底；(2)将InP和ZnSe的混合物置于一端封口一端开口的石英管的一侧，将步骤(1)所述退火衬底置于所述石英管的另一侧，将所述石英管置于反应炉中，抽真空后通入保护性气体，在加热条件下进行化学气相沉积反应，得到所述固溶体纳米线；其中，所述化学气相沉积反应时，InP和ZnSe的混合物的温度高于退火衬底的温度。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述衬底包括硅片；优选地，所述硅片在覆盖催化剂前先进行预处理；优选地，所述预处理的方法包括分别用丙酮、异丙醇和无水乙醇作为溶剂对硅片进行超声清洗，并用氮气吹干。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述催化剂为金；优选地，步骤(1)所述覆盖催化剂的方法包括：用离子溅射的方法在衬底上覆盖催化剂；优选地，所述离子溅射的电流大小为8-10mA；优选地，所述离子溅射的时间为60-120s，优选为90s；优选地，所述离子溅射用离子溅射仪进行。6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述退火的方法包括：抽真空后通入保护性气体，加热进行退火，得到所述退火衬底；优选地，所述抽真空将反应系统的压力降低至≤1Pa；优选地，所述保护性气体包括氮气和/或氩气；优选地，所述保护性气体的流量位40-60sccm，优选为50sccm；优选地，所述加热进行退火的温度为420-480℃，优选为450℃；优选地，所述退火的时间为20-40min，优选为30min；优选地，所述退火的方法还包括：退火完成后进行自然冷却。7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述化学气相沉积反应时，InP和ZnSe的混合物的温度为760-800℃，优选为780℃；优选地，步骤(2)所述化学气相沉积反应时，退火衬底的温度为430-470℃，优选为450℃；优选地，步骤(2)中，所述反应炉包括双温区管式炉；优选地，当步骤(2)所述反应炉为双温区管式炉时，所述InP和ZnSe的混合物位于反应炉的第一温区的中央，所述退火衬底位于反应炉的第二温区中靠近第一温区的一侧；优选地，所述第一温区的设定温度为760-800℃，优选为780℃；2CN109706434A权利要求书2/2页优选地，所述第一温区的升温速率为40-60℃min-1，优选为50℃min-1；优选地，所述第一温区达到设定温度后保温10-30min，优选为20min；优选地，所述第二温区的设定温度为440-480℃，优选为460℃；优选地，所述第二温区的升温速率为20-40℃min-1，优选为29℃min-1；优选地，所述第二温区达到设定温度后保温20-40min，优选为