[發明專利]單根ZnO:Ga微米線異質結基點光源器件及制備方法

在審

• 申請號: 201910337989.8
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110137315A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 闞彩俠;周祥博;姜明明;施大寧
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/26;H01L33/14;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;王慧穎

1.一種單根ZnO:Ga微米線異質結基點光源器件，其特征在于，所述的器件包括石英底座(1)、石英底座(1)上方設置的p-GaN襯底(2)、p-GaN襯底(2)上方設置的AgNPs@ZnO:Ga復合體系、AgNPs@ZnO:Ga復合體系上方設置的ITO導電玻璃(7)；

所述的AgNPs@ZnO:Ga復合體系包括：ZnO:Ga單根微米線(3)，ZnO:Ga單根微米線(3)表面的Ag納米顆粒層或者Ag納米線層(4)，形成AgNPs@ZnO:Ga微米線；所述的AgNPs@ZnO:Ga微米線的包覆端制作有銦電極(6)；所述的p-GaN襯底(2)一側臺面制作有Ni/Au電極(5)。

2.根據權利要求1所述的一種單根ZnO:Ga微米線異質結基點光源器件，其特征在于，所述的石英底座(1)的厚度0.8～1.2mm，石英底座(1)的長-寬設置為2.5-1.6cm；p-GaN襯底(2)的厚度2～10um，p-GaN襯底(2)的長-寬設置為0.8-1.0cm，空穴濃度為10¹⁷～10¹⁹/cm³，空穴遷移率為5～100cm²/V·s；所述的ZnO:Ga單根微米線(3)的電子濃度為10¹⁷～10¹⁹/cm³，電子遷移率為5～100cm²/V·s；所述的ZnO:Ga單根微米線(3)的長度為0.5cm～1cm；所述的Ag納米顆粒層或者Ag納米線層(4)的厚度為15～60nm，所述的Ag納米顆粒層或者Ag納米線層(4)大于ZnO:Ga單根微米線(3)長度一半或者裸露一端端口不定向濺射或旋涂Ag納米線。

3.一種單根ZnO:Ga微米線異質結基點光源器件的制備方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一、制備AgNPs@ZnO:Ga復合體系：在單根ZnO:Ga單根微米線的表面定向濺射或旋涂Ag納米顆粒，形成AgNPs@ZnO:Ga復合體系；

步驟二、在石英底座上制作p-GaN襯底，實現p-GaN襯底與石英底座的透明且無縫接觸；

步驟三、在p-GaN襯底上按壓AgNPs@ZnO:Ga復合體系，形成AgNPs@ZnO:Ga/p-GaN異質結構，實現微米線一面與p-GaN襯底面與面的接觸；

步驟四、上述步驟三得到的AgNPs@ZnO:Ga/p-GaN異質結構中，在p-GaN一端和AgNPs@ZnO:Ga微米線一端分別制備金屬電極；

步驟五、在異質結構的表面再按壓一層ITO導電玻璃，即構成完整的單根ZnO微米線異質結基點光源器件。

4.根據權利要求3所述的一種單根ZnO:Ga微米線異質結基點光源器件的制備方法，其特征在于，步驟一中利用定向濺射方式制備AgNPs@ZnO:Ga復合體系具體步驟如下：

1.1，將玻璃片清洗、吹干備用；

1.2，將單根ZnO:Ga單根微米線用銦粒按壓在上述玻璃片上，用掩模版遮擋一半微米線，利用等離子體濺射儀在ZnO微米線表面濺射一層致密Ag納米顆粒；濺射靶材為Ag靶材，規格50.8*1.0mm，純度99.99％，工作氣體為氬氣，腔體氣壓28～32Pa，濺射電流27～31mA，濺射時間200～300s，濺射厚度15～60nm，濺射區域為長度一半或者裸露一端端口不濺射Ag納米顆粒。

5.根據權利要求3所述的一種單根ZnO:Ga微米線異質結基點光源器件的制備方法，其特征在于，步驟一中利用旋涂方式制備AgNPs@ZnO:Ga復合體系具體步驟如下：

1.1，將玻璃片清洗、吹干備用；

1.2，將單根ZnO:Ga單根微米線用銦粒按壓在上述玻璃片上，利用旋涂方式將Ag納米線，旋涂在ZnO:Ga微米線的表面；其中，旋涂方法采用自制旋涂儀，旋涂區要為微米線長度一半或者裸露一端端口不旋涂Ag納米線；旋涂用Ag納米線溶液濃度0.03～0.2g/mL，旋涂速率0.05mm/min，Ag納米線長度3-100um，寬度30～130nm，旋涂次數1～6次六個樣品，旋涂后在真空干燥箱中80℃烘干。