[發明專利]一種超長芯-殼結構硅納米線及其制備方法

有效

• 申請號: 200910199052.5
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN101704500A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 蔣最敏;聶天曉;樊永良;張翔九
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B82B1/00
• 分類號: B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種超長芯-殼結構硅納米線的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)清洗襯底

選用電阻率為5-10Ωcm，P型Si(100)單晶片為襯底，生長硅納米線前，先對硅襯 底進行清洗；

(2)淀積Fe薄膜

將清潔后的硅襯底片放入超高真空分子束外延系統內，在真空室內加熱蒸發Fe源， 在硅片表面淀積一層厚度為0.8-1.2nm的Fe薄膜，作為生長硅納米線的催化劑；

(3)生長硅納米線

將淀積有Fe膜的硅襯底從真空室中取出，移入管式退火爐進行退火，退火時管內通 入由氮氣和氫氣混和組成的保護氣體，氣體總流量控制在150-170L/h，退火溫度1100-1120 ℃，退火時間為30-35分鐘；退火結束后，在退火爐中自然冷卻到室溫，即得到超長芯- 殼結構的硅納米線，其中間的芯為硅納米線，直徑為5～5.5nm，硅納米線的生長方向為[111] 方向，長度為50微米～800微米；殼層為非晶態氧化硅，厚度為22～28nm。

2.根據權利要求1所述的超長芯-殼結構硅納米線的制備方法，其特征是：在硅襯底 上蒸鍍Fe薄膜時，真空室的真空度在3×10-9Torr以下，襯底溫度為室溫，淀積速率為 0.001～0.003nm/s。

3.根據權利要求1所述的超長芯-殼結構硅納米線的制備方法，其特征是：生長硅納 米線時用的保護氣體中氮氣和氫氣的體積比為19∶1～18∶2。