[發明專利]一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法

有效

• 申請號: 201710631763.X
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107425053B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 張易軍;劉明;任巍;葉作光;王琛英;蔣莊德
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/34;C23C16/455;B82Y10/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在導電玻璃上生長ZnO納米線陣列；

2)利用有機金屬前驅體源和氧源在ZnO納米線陣列上沉積均勻保形的鐵電薄膜；

3)利用鐵源和氧源在沉積有鐵電薄膜的ZnO納米線陣列上沉積均勻保形的磁性薄膜；

4)刻蝕掉ZnO納米線陣列頂部的鐵電薄膜和磁性薄膜，露出ZnO納米線陣列的頂部；

5)利用磁控濺射法在ZnO納米線陣列的頂部濺射一層金屬電極，即得到具有同心核殼結構的三維納米多鐵異質結陣列；

所述步驟1)中采用水熱法在導電玻璃上生長ZnO單晶納米線陣列，并用干燥的氮氣吹洗清潔其表面；

所述步驟3)中沉積磁性薄膜前將導電玻璃加熱至350℃～450℃；

所述步驟3)中鐵源為二茂鐵蒸汽，氧源為氧氣。

2.根據權利要求1所述的一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法，其特征在于，所述步驟2)中沉積鐵電薄膜前將導電玻璃加熱至200℃～300℃。

3.根據權利要求2所述的一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法，其特征在于，所述步驟2)中有機金屬前驅體源為環戊二烯級Ba，或者雙(2,2,6,6,-四甲基-3,5-庚二酮酸)鉛、四異丙醇鈦和四(乙基甲基胺基)鋯的混合物，氧源為去離子水。

4.根據權利要求3所述的一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法，其特征在于，所述步驟2)中沉積鐵電薄膜包括若干個原子層沉積循環，每個原子層沉積循環包括：首先進行1～4秒的氧源脈沖，然后進行3-8秒氮氣清洗脈沖，其次進行0.1-04秒的有機金屬前驅體源脈沖，最后進行6-16秒的氮氣清洗脈沖。

5.根據權利要求1所述的一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法，其特征在于，所述步驟3)中沉積磁性薄膜過程包括若干個原子層沉積循環，每個原子層沉積循環包括：首先進行1～4s氧氣源脈沖；然后用氮氣清洗6-16s；其次進行0.1～0.4s二茂鐵源脈沖；最后用氮氣清洗6～16s。

6.根據權利要求1所述的一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法，其特征在于，所述步驟4)中采用電感耦合等離子體刻蝕掉ZnO納米線陣列頂部的鐵電薄膜和磁性薄膜，等離子體采用氬氣等離子體。

7.根據權利要求1所述的一種用ALD構建同心核殼三維納米多鐵異質結陣列的方法，其特征在于，所述步驟5)中金屬電極為Pt或者Au，所述步驟5)中在ZnO納米線的頂部濺射完金屬電極后，將帶有同心核殼結構的三維納米多鐵異質結陣列的導電玻璃放入管式氣氛爐中，并在N₂和H₂的混合還原性氣氛下進行退火處理，還原性氣氛為H₂和N₂按照體積比為1:9～1:15的混合氣體，退火溫度為300～400℃，退火時間為1～3小時。