一种用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法.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CN106374013A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201611018126.7(22)申请日2016.11.19(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人刘诗斌蒋海涛尚晓星吕辉(74)专利代理机构西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)61223代理人潘宏伟(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法(57)摘要本发明公开了一种用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法，包括：采用双温区化学气相沉积管式炉，低温区为镁源，温度为500-900℃；高温区为锌源，温度为850-1100℃，锌源为氧化锌和碳粉的混合物；调整双温区化学气相沉积管式炉的升温速率为10℃/min，通入纯度为99.99％的氮气和纯度为99.99％的氧气的混合载气，当低温区、高温区达到各自的温度后，保温20-30min，关断混合载气，然后抽真空、自然冷却到室温，得到MgZnO纳米线阵列。本发明通过用双温区气相沉积法制备纳米线，不需要提前制备种子层，完全是无催化剂条件，在20-30min内即可制备成功，实现了纳米线在无催化条件下的快速自生长，耗时短，操作简单。CN106374013ACN106374013A权利要求书1/1页1.一种用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括：步骤1，采用双温区化学气相沉积管式炉，低温区为镁源，温度为500-900℃；高温区为锌源，温度为850-1100℃；镁源为纯度为99.999％的镁粉，锌源为氧化锌和碳粉的混合物，其中氧化锌和碳粉的质量比例是1～2:1；步骤2，将镁粉放置在低温区，氧化锌和碳粉放置在高温区，将硅衬底放置于双温区化学气相沉积管式炉中，调整双温区化学气相沉积管式炉的升温速率为10℃/min，通入纯度为99.99％的氮气和纯度为99.99％的氧气的混合载气，其中氮气和氧气的流量比为99:1，当低温区、高温区达到各自的温度后，保温20-30min，关断混合载气，然后将双温区化学气相沉积管式炉抽成真空，之后自然冷却到室温，硅片上有一层白色或灰白色的物质，即得到MgZnO纳米线阵列。2.根据权利要求1所述的用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，低温区的温度为600℃。3.根据权利要求1所述的用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，高温区的温度为900℃。4.根据权利要求1所述的用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤2中的保温时间为30min。5.根据权利要求1所述的用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤2中，将镁粉放置在低温区的单开口玻璃瓶里，玻璃瓶开口背向镁源入口，将氧化锌和碳粉放置在高温区的玻璃舟内。6.根据权利要求5所述的用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，步骤2中使用的玻璃瓶的开口直径为10cm。2CN106374013A说明书1/4页一种用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法技术领域[0001]本发明属于光电器件制备技术领域，具体涉及一种用于紫外光电探测器的MgZnO纳米线阵列的制备方法。背景技术[0002]光电探测技术是光电信息技术的核心。该技术是根据被探测对象辐射或反射光波的特征来进行识别。紫外光电探测器在紫外告警、紫外制导、火焰传感、气体探测与分析、环境污染监测等方面具有广泛的应用前景。目前，宽禁带半导体材料是理想的紫外光电探测器材料之一，其形态包括薄膜和纳米线。[0003]由于一维纳米材料具有很多可控参数，比如化学组分、纳米线尺寸、表面特性、轴向和径向的取向等等。因此一维的ZnO基材料备受关注，其中就包括MgZnO合金纳米线。ZnO为直接带隙半导体，室温下禁带宽度为3.37eV，其激子束缚能高达60meV。在量子阱和量子点中可超过这远远高于室温能提供的热激活能(26meV)。MgO室温下带隙高达7.8eV，而Mg2+与Zn2+的离子半径又很接近，Mg对Zn的替换并不会引起很大的晶格畸变。因此，人们期望通过改变合金纳米线中的浓度和纳米线的各个结构参数来获得电学性能和光学性能可剪裁、能在紫外区任意波长工作的一维纳米光电子器件材料。[0004]然而，由于MgxZn1-xO纳米线随着镁组分的不同，纳米线呈现立方相向四方向变化，并且，目前很多制备MgZnO纳米线阵列的方法是基于水浴法，水浴法是在密闭的反应釜中进行，将原反应物放入溶剂中，使其在溶剂中均匀分散，然后经过高温高压条件促进化学