一种ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102260907A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102260907A(43)申请公布日2011.11.30(21)申请号201110163518.3C23C14/08(2006.01)(22)申请日2011.06.17H01L21/36(2006.01)(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人吕建国杨晓朋叶志镇(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人韩介梅(51)Int.Cl.C30B25/00(2006.01)C30B25/14(2006.01)C30B29/16(2006.01)C30B29/62(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法(57)摘要本发明涉及ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法，先在衬底上沉积一层（002）取向的ZnO薄膜；然后将Zn粉、ZnO粉、石墨和掺杂源混合作为源材料，放入一端开口的石英舟的密闭端一侧，将衬底置于石英舟的开口端一侧，石英舟放在水平管式炉反应室中，石英舟开口端处于气流的下方向，反应室抽真空，源材料加热到550～650℃，向反应室通入Ar或N2为载气，O2为反应气体，保温生长下层ZnO纳米棒阵列；停止通入气体，继续升温至850～950℃，通入载气和O2，保温生长上层ZnO纳米棒阵列，形成ZnO纳米同质p-n结阵列。本发明方法仅由一次升温过程完成，简单易行，可实现不同掺杂的ZnO纳米同质p-n结阵列，同质结高度一致，性能优异，尺寸均一，分布均匀，有利于提高ZnO纳米器件的特性。CN102697ACCNN110226090702260911A权利要求书1/1页1.一种ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法，其特征在于该ZnO纳米同质结阵列包括衬底（10），在衬底上自下而上依次有ZnO薄膜（9），下层ZnO纳米棒阵列（8）和上层ZnO纳米棒阵列（7），制备步骤如下：1）在衬底上沉积一层（002）取向的ZnO薄膜；2）将纯Zn粉、纯ZnO粉、纯石墨和掺杂源按质量比1:2:1:0～0.3混合作为源材料，放入一端开口的石英舟的密闭端一侧，将衬底置于石英舟的开口端一侧，石英舟放置在水平管式炉反应室中，石英舟开口端处于气流的下方向，反应室真空度抽至低于10Pa，源材料加热到550～650℃，向反应室通入Ar或N2为载气，O2为反应气体，载气与O2的流量比为100:1.5～100:3.5，保温，生长下层ZnO纳米棒阵列；停止通入气体，继续升温至850～950℃，以100:0.5～100:1.5的流量比通入载气和O2，保温，生长上层ZnO纳米棒阵列，形成ZnO纳米同质p-n结阵列。2.按权利要求1所述的ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法，其特征在于掺杂源为三磷酸钠、氯化钠或焦磷酸钠。3.按权利要求1所述的ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法，其特征在于所述的衬底为蓝宝石、石英、硅或氧化锌片。2CCNN110226090702260911A说明书1/3页一种ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法技术领域[0001]本发明涉及ZnO纳米阵列的制备方法，尤其涉及一种ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法。背景技术[0002]ZnO是一种典型的半导体光电材料，特别是一种理想的短波长发光器件材料。为制备ZnO基光电器件，如发光二极管、激光器、探测器等，人们需要生长各种类型的同质结，如同质p-n结、同质p-p结、同质n-n结等。相对于异质结而言，同质结具有晶格失配小、器件效率高等优点。目前，基于ZnO薄膜材料的同质结研究很多，也容易制备，但是基于ZnO纳米材料的同质结却比较难以制备。ZnO具有丰富多彩的纳米结构形态，特别是一维纳米材料，如纳米棒、纳米线、纳米管等。ZnO纳米光电器件的研究备受关注，基于此，ZnO纳米同质结也得到越来越多的研究。目前ZnO纳米同质结阵列也有少数报道，但都是采用不同的设备分步生长或者采用特殊的手段间隔生长，工艺复杂，操作困难，且可重复性不好。发明内容[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法。[0004]本发明的ZnO纳米同质p-n结阵列的制备方法，该ZnO纳米同质结阵列包括衬底，在衬底上自下而上依次有ZnO薄膜，下层ZnO纳米棒阵列和上层ZnO纳米棒阵列，制备步骤如下：1）在衬底上沉积一层（002）取向的ZnO薄膜；2）将纯Zn粉、纯ZnO粉、纯石墨和掺杂源按质量比1:2:1:0～0.3混合作为源材料，放入一端开口的石英舟的密闭端一侧，将衬底置于石英舟的开口端一侧，石英舟放置在水平管式炉反应室中，石英舟开口端处于气流的下方向，反应室真空度抽至低于10Pa，源材料加