[發(fā)明專利]一種鉭襯底上生長InxGa1-xN納米線的光電極及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711485380.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108193230B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡艷玲;徐桂焰;柏天程;朱玉琴;黃家亮;紀(jì)華羽;楊豪斌
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門理工學(xué)院
• 主分類號: C25B11/06
• 分類號: C25B11/06;C25B1/04;B01J27/24;B01J37/02
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利;魏思凡

1.一種鉭襯底上生長In_xGa_1-xN納米線的光電極，其特征在于，

包括Ta襯底、中間層和In_xGa_1-xN納米線層，其中，x＝0.05～0.5，所述中間層包括Ta氮化物，所述中間層構(gòu)筑于所述Ta襯底與所述In_xGa_1-xN納米線層之間，且分別與所述Ta襯底和所述In_xGa_1-xN納米線層的能級匹配。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭襯底上生長In_xGa_1-xN納米線的光電極，其特征在于，所述中間層還包括Ta氧化物，所述Ta氮化物包括Ta₃N₅、Ta₂N和TaN中的一種或多種，所述Ta氧化物包括TaON和Ta₂O₅中的一種或兩種。

3.一種如權(quán)利要求1所述的鉭襯底上生長In_xGa_1-xN納米線的光電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，提供一Ta襯底，對所述Ta襯底進(jìn)行表面處理，以構(gòu)筑所述中間層；

S2，利用VLS-CVD法在所述中間層上生長In_xGa_1-xN納米線，以形成所述In_xGa_1-xN納米線層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，對所述Ta襯底進(jìn)行表面處理的步驟包括：

S11，利用陽極氧化法氧化所述Ta襯底的表面，在所述Ta襯底的表面形成氧化鉭凹坑層；

S12，氨化經(jīng)氧化后的所述Ta襯底；

其中，步驟S11中，氧化過程中，先在所述Ta襯底表面形成致密氧化鉭層以及生長于所述致密氧化鉭層上的氧化鉭納米管陣列，然后使所述氧化鉭納米管陣列脫落形成所述氧化鉭凹坑層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，利用陽極氧化法氧化所述Ta襯底表面的步驟包括：

以所述Ta襯底為陽極，鉑電極或石墨為陰極，含氟離子的水溶液為電解液，施加80～100V電壓，氧化2～10min。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，氨化經(jīng)氧化后的所述Ta襯底的步驟包括：

將經(jīng)陽極氧化后的所述Ta襯底置于氨氣環(huán)境中，升溫至900～1000℃，保溫100～150min。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，利用VLS-CVD法在所述中間層上生長In_xGa_1-xN納米線的步驟包括：

S21，在氨化后的所述Ta襯底上施加金屬催化劑；

S22，然后將所述Ta襯底置于CVD裝置中，同時通入銦源、鎵源和氮源，在所述Ta襯底的中間層上生長In_xGa_1-xN納米線。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述金屬催化劑為金鎳混合催化劑，其中，金和鎳的摩爾比為1～2:1。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述銦源為金屬銦或乙酰丙酮銦，所述鎵源為金屬鎵或乙酰丙酮鎵，所述氮源為氨氣。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟S22中，所述In_xGa_1-xN納米線的生長溫度為780～820℃，所述氨氣的流量為20～80ccm。