[發明專利]一種BeZnOS化合物半導體材料、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201610130050.0
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105734491A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 何云斌;張武忠;黎明鍇;程海玲;唐志武
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/28
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

1.一種BeZnOS化合物半導體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制備BeZnOS化合物半導體薄膜材料所需的陶瓷靶材，所述的陶瓷靶材由陶瓷坯片燒結得到，其中，所述的陶瓷坯片包括摩爾比為99:1～70:30的ZnS和BeO，所述陶瓷坯片的燒結溫度為700～1250℃，燒結時間為4～6個小時；

2)以藍寶石為襯底，對所述陶瓷靶材采用脈沖激光燒蝕沉積方法在所述襯底上進行BeZnOS薄膜的生長，得到BeZnOS化合物半導體材料，其中，襯底溫度為25～1000℃，激光能量為250～600mJ/pulse，氧壓為0～10Pa。

2.根據權利要求1所述的BeZnOS化合物半導體材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟1)包括以下步驟：

1.1)稱取摩爾比為99:1～70:30的ZnS粉末和BeO粉末，得到初混粉末；

1.2)向步驟1.1)得到的初混粉末中加入初混粉末總質量50～70％的去離子水進行球磨，得到混合粉末；

1.3)將步驟1.2)得到的混合粉末進行真空干燥處理，得到干燥的混合粉末，其中，本底壓強≤0.1Pa，干燥溫度為100～120℃，干燥時間為6～8小時；

1.4)向步驟1.3)得到的干燥的混合粉末中加入干燥的混合粉末總質量2～6％的無水乙醇，研磨攪拌均勻，得到混合粘結在一起的陶瓷坯料；

1.5)將步驟1.4)得到的陶瓷坯料壓制成陶瓷坯片，陶瓷坯片的厚度為2～3mm；

1.6)以硫粉為除氧劑，以氬氣為保護氣，在真空管式爐中對步驟1.5)得到的陶瓷坯片進行燒結，得到陶瓷靶材。

3.根據權利要求1或2所述的BeZnOS化合物半導體材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟2)包括以下步驟：

2.1)以藍寶石作為薄膜生長的襯底，并對襯底進行超聲波清洗和干燥，得到干凈的襯底，其中，清洗液為丙酮、無水乙醇和去離子水中的任意一種或幾種的混合，清洗時間為10～20分鐘；

2.2)在氧氣的氣氛條件下，對步驟1)得到的陶瓷靶材采用脈沖激光燒蝕沉積方法在步驟2.1)得到的干凈襯底上進行BeZnOS薄膜的生長。

4.一種BeZnOS化合物半導體材料，其特征在于，為BeO和ZnS固溶得到的四元化合物半導體材料。

5.根據權利要求4所述的BeZnOS化合物半導體材料，其特征在于，由權利要求1至3任一所述的制備方法制備得到。

6.一種根據權利要求4或5所述的BeZnOS化合物半導體材料的應用，其特征在于，作為ZnO基量子阱器件的勢壘層材料或紫外光探測器的有源層。