[發明專利]一種β-氧化鎵納米陣列的制備方法

有效

• 申請號: 201710367780.7
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107180882B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 矯淑杰;劉超越;廖奕凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01L31/0296
• 分類號: H01L31/0296;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種β?氧化鎵納米陣列的制備方法，所述方法利用水浴法制備GaOOH種子層，然后利用水熱法在種子層上制備GaOOH納米陣列，最后通過熱退火獲得β?Ga₂O₃納米陣列。本發明的方法是一種綠色化學方法，采用化學方法種子層和納米陣列，陣列排列整齊，尺寸均勻，制備方法簡單廉價，易推廣，利于大面積制備，并由于制備了GaOOH種子層，可不限定襯底，可使用石英、硅、透明導電襯底（ITO或FTO）、藍寶石（C?Al₂O₃）等襯底，利于不同的應用。

技術領域

本發明涉及一種β-Ga₂O₃納米陣列的制備方法。

背景技術

β-Ga₂O₃的帶隙為4.9 eV，常用來作為功率器件，由于帶隙位于日盲紫外波段，在光電探測領域的應用也得到廣泛關注，尤其一維β-Ga₂O₃納米陣列具有晶體質量高、載流子傳輸速率高等優點，是優異的紫外探測材料。

但是，目前獲得β-氧化鎵的納米材料的方法存在以下問題：（1）Synthesis andcharacterization of gallium oxide nanowires via a hydrothermal method,Materials Chemistry and Physics, 121:142–146 (2010)中利用水熱法添加表面活性劑制備了不同形貌的納米氧化鎵，制得的氧化鎵是雜亂無章的，不能形成排列規則的陣列，導致制備器件困難，性能較差，暗電流高，響應時間長，性質不穩定，難于重復，不能滿足實際應用的需求。（2）Perovskite Nanoparticle-Sensitized Ga₂O₃ Nanorod Arrays for CODetection at High Temperature, ACS Applied Materials& Interfaces 8: 8880?8887(2016)采用磁控濺射制備SnO₂種子層，然后在SnO₂上進行水熱生長得到GaOOH，然后退火得到β-Ga₂O₃納米陣列，制備方法復雜，造價高，不利于應用和推廣。（3）CN105826433A公開了一種β-氧化鎵納米線陣列薄膜及其制備方法，該方法需要在特定襯底藍寶石襯底（c-Al₂O₃）表面進行高溫燒結，獲得β-氧化鎵納米線陣列。因此制備工藝簡單、成本低廉和排列整齊的β-Ga₂O₃納米陣列和制備方法對于促進β-Ga₂O₃的光電器件的應用具有重要意義。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種β-氧化鎵納米陣列的制備方法。經過此方法獲得的納米陣列不受襯底的限制，陣列排列整齊，尺寸均勻，且方法簡單，利于大面積制備。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種β-氧化鎵納米陣列的制備方法，利用水浴法制備GaOOH種子層，然后利用水熱法在種子層上制備GaOOH納米陣列，最后通過熱退火獲得β-Ga₂O₃納米陣列。具體技術方案如下：

一、利用水浴法制備GaOOH種子層：

（1）配置硝酸鎵（Ga(NO₃)₃）和六亞甲基四胺（HMT）的混合溶液，控制硝酸鎵濃度為0.1~0.6mol/L，HMT濃度為0.5~1mol/L，混合溶液體積為30mL；

（2）將所用襯底生長面向下放置在裝有上述混合溶液的燒杯中，利用水浴法進行GaOOH種子層生長，控制水浴溫度為80~98℃，生長時間為5~12小時；