一种制备GaN纳米线的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101863458A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101863458A(43)申请公布日2010.10.20(21)申请号201010206636.3(22)申请日2010.06.23(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人李恩玲戴元滨朱红侯利平王喜强(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人罗笛(51)Int.Cl.C01B21/06(2006.01)B82B3/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称一种制备GaN纳米线的方法(57)摘要本发明公开的一种制备GaN纳米线的方法，首先制备镓源凝胶前驱体粉末；然后将衬底清洗后放入质量浓度为2%~8%的Ni(NO3)2酒精溶液中，浸泡8~18小时，在温度为90~110℃条件下烘干备用；将前躯体粉末和烘干后的衬底放入清洁的石英舟内，将石英舟置于电阻炉的恒温区，向电阻炉内通入流量为500ml/min的氮气，然后按照升温制度进行加热，即完成在衬底上制备GaN纳米线。本发明制备GaN纳米线的方法，采用溶胶-凝胶法和CVD法相结合，设备简单、反应效率高、成本低，是一种有效、快速合成GaN纳米线的好方法。CN1086345ACN101863458A权利要求书1/1页1.一种制备GaN纳米线的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：制备镓源凝胶前驱体粉末将质量浓度为68%的分析纯硝酸与质量浓度为37%的分析纯盐酸按照体积比为1：1混合得到混合酸溶液，按照质量比为5:78称取金属镓及混合酸溶液，将金属镓加入到混合酸溶液中，反应直至金属镓完全溶解，得到溶解了镓的酸溶液，向溶解了镓的酸溶液中缓慢添加浓氨水，将PH值调节为7.2~8；然后缓慢向溶解了镓的酸溶液中添加柠檬酸，直至溶液中形成溶胶；然后持续加热1~3小时，冷却后得到褐色凝胶；将褐色凝胶在380~420℃条件下煅烧1~3小时，得到灰黑色多层状产物，将灰黑色多层状产物进行研磨，得到镓源凝胶前驱体粉末；步骤2：制备GaN纳米线将衬底清洗后放入质量浓度为2%~8%的Ni(NO3)2酒精溶液中，浸泡8~18小时，在温度为90~110℃条件下烘干，将步骤1得到的前躯体粉末和烘干后的衬底放入石英舟内，将石英舟置于电阻炉的恒温区，向电阻炉内通入流量为500ml/min的氮气，然后按照升温制度进行加热，即完成在衬底上制备GaN纳米线。2.根据权利要求1所述的制备GaN纳米线的方法，其特征在于，所述步骤2中的升温制度，具体按照以下步骤实施：首先，将电阻炉的温度设置为310℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速率升温，当电阻炉温度达到1000~1100℃后，向炉腔内通入流量为500ml/min的氨气，反应60~100min，再通入流量为500ml/min的氮气，自然冷却至750℃，保温30min，再自然冷却至室温。2CN101863458A说明书1/5页一种制备GaN纳米线的方法技术领域[0001]本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种制备GaN纳米线的方法。背景技术[0002]从上世纪90年代碳纳米管的发现开始，一维纳米材料成了人们研究的一个热点之一。从基础科学的角度看，纳米材料的力、热、电、光、磁等性质，与传统块体材料有很大差异，其研究具有丰富的科学内容和重要的科学价值。从技术应用的角度看，电子信息技术的突飞猛进，对器件的微型化、灵敏度、集成度提出了更高的要求，器件的基本组成单元特征尺寸已经到了纳米量级，达到了传统材料和器件的制备、加工、构造的极限，必须要有新的基于纳米材料体系的科学技术才能解决这一问题。GaN基一维纳米材料是半导体纳米材料的重要成员之一，可控生长是其器件化的关键科学技术问题之一。[0003]目前，在国内外制备一维GaN纳米材料的方法有：模板法、激光辅助催化反应法、氧化辅助生长法、CVD法、溶胶-凝胶法，这些方法中有的设备复杂、成本高，有的反应效率低。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种制备GaN纳米线的方法，解决了现有制备GaN纳米线的方法存在的成本高、工艺复杂，反应效率低、难于控制、制备出的纳米线质量差的问题。[0005]本发明所采用的技术方案是，一种制备GaN纳米线的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：制备镓源凝胶前驱体粉末将质量浓度为68%的分析纯硝酸与质量浓度为37%的分析纯盐酸按照体积比为1：1混合得到混合酸溶液，按照质量比为5:78称取金属镓及混合酸溶液，将金属镓加入到混合酸溶液中，反应直至金属镓完全溶解，得到溶解了镓的酸溶液，向溶解了镓的酸溶液中缓慢添加浓氨水，将PH值调节为7.2~8；然后缓慢向溶解了镓的酸溶液中添加柠檬酸，直至溶液中形成溶胶；然后持续加热1~3小