[發(fā)明專利]一種磷化硼一維納米材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810061559.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN108046225B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許軍旗;王其尚;付燦;許靖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信陽師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C01B25/08
• 分類號(hào): C01B25/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 饒欣

本發(fā)明公開了一種磷化硼一維納米材料的制備方法，包括清洗Si襯底，烘干后鍍上催化劑備用；將有催化劑的Si襯底置于管式爐石英管中部；將管式爐密封后充滿惰性保護(hù)氣體，然后對(duì)其抽真空；抽真空排除O₂之后，在惰性氣體保護(hù)下加熱石英管，待其升溫至900～1000℃時(shí)，通入硼源前驅(qū)體和磷源前驅(qū)體；反應(yīng)30～90min后，停止通入硼源和磷源前驅(qū)體，管式爐降溫至室溫，關(guān)閉惰性保護(hù)氣體，取出Si襯底。本發(fā)明采用Si襯底，通過易于操作的化學(xué)氣相沉積方法實(shí)現(xiàn)了磷化硼(BP)納米線的成功制備；本發(fā)明的制備方法易于操作，不需要復(fù)雜的工藝條件，工藝簡(jiǎn)單，制得的磷化硼(BP)納米線質(zhì)量好，結(jié)晶度高，產(chǎn)率高，預(yù)期在中子探測(cè)器、光學(xué)探測(cè)器及微電子領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種磷化硼一維納米材料的制備方法。

背景技術(shù)

磷化硼(BP)是一種由磷(P)元素與硼(B)元素組成的一種無機(jī)化合物，具有優(yōu)異的性能，如高體積彈性模量155.7GPa,高化學(xué)惰性，高力學(xué)硬度，高熱導(dǎo)率和高溫穩(wěn)定性。由于磷化硼(BP)具有較高的¹⁰B同位素散射截面，可以作為中子探測(cè)器；同時(shí)由于含低原子序數(shù)元素，可以較好的分辨伽瑪射線和中子輻射。BP是一種非常特殊III-V半導(dǎo)體材料，帶隙為2.0eV，為一種較好的光學(xué)探測(cè)材料；載流子類型既可以為n型，亦可以為P型，可以非常方便的調(diào)節(jié)載流子類型，因此在半導(dǎo)體微電子行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

納米材料由于其特殊的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，它對(duì)信息、生物、能源、環(huán)境、宇航等高科技領(lǐng)域，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響并具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著納米科學(xué)的興起，如何將具有優(yōu)異性能傳統(tǒng)材料尺寸減小，使其兼具塊體材料和納米材料性能的功能納米材料成為科學(xué)界一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。遺憾是的，磷化硼納米材料非常難以合成，迄今為止磷化硼納米材料的研究未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種磷化硼一維納米材料的制備方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種磷化硼一維納米材料的制備方法，包括以下步驟：

S1：清洗Si襯底，烘干后鍍上催化劑備用；

S2：將有催化劑的Si襯底置于管式爐石英管中部；

S3：將管式爐密封后充滿惰性保護(hù)氣體，然后對(duì)其抽真空；

S4：抽真空排除O₂之后，在惰性氣體保護(hù)下加熱石英管，待其升溫至900～1000℃時(shí)，通入硼源前驅(qū)體和磷源前驅(qū)體；

S5：反應(yīng)30～90min后，停止通入硼源和磷源前驅(qū)體，在惰性保護(hù)氣體氣氛下自動(dòng)降溫；

S6：管式爐降溫至室溫，關(guān)閉惰性保護(hù)氣體，開爐取出Si襯底，襯底上淺黃色的沉積物即為磷化硼一維納米材料。

優(yōu)選地，步驟S1中的催化劑為Au。

優(yōu)選地，催化劑為Au薄膜，Au薄膜厚度為5～15nm。

優(yōu)選地，步驟S1中，Si襯底依次通過丙酮、乙醇、超純水在超聲波清洗機(jī)中清洗20min。

優(yōu)選地，步驟S5中，硼源和磷源分別為B₂H₆和PH₃，硼源包括95％的Ar和5％的B₂H₆，磷源包括99.5％的H₂和0.5％的PH₃。

優(yōu)選地，硼源和磷源的流量分別為1～5sccm和20～100sccm。

優(yōu)選地，步驟S3-S5中，惰性保護(hù)氣為99.9999％純度的Ar。