[發明專利]氧化鎵納米管及其制備方法和應用有效
| 申請號： | 202110036299.6 | 申請日： | 2021-01-12 |
| 公開（公告）號： | CN112875742B | 公開（公告）日： | 2023-10-24 |
| 發明（設計）人： | 馬永健;張曉東;李軍帥;張寶順 | 申請（專利權）人： | 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所 |
| 主分類號： | C01G15/00 | 分類號： | C01G15/00 |
| 代理公司： | 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256 | 代理人： | 王鋒 |
| 地址： | 215123 江蘇省蘇州市*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 氧化 納米 及其 制備 方法 應用 | ||
1.一種氧化鎵納米管的制備方法，其特征在于包括：
在襯底上設置催化劑，并利用所述催化劑在襯底上生長形成氧化鎵納米線；
去除氧化鎵納米線頂端的催化劑，或者，使氧化鎵納米線頂部的催化劑在納米線生長過程中被自然耗盡；
在氧化鎵納米線頂端面中央位置設置金屬鎵，其后通過金屬鎵與氧化鎵的自反應腐蝕使氧化鎵納米線內部被腐蝕，從而獲得內部中空的氧化鎵納米管。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于具體包括：
在襯底上設置具有一個以上納米孔的掩模；
在所述掩模上設置催化劑，使催化劑聚集在所述掩模上的各納米孔處，并利用所述催化劑在襯底上生長形成氧化鎵納米線；
優選的，所述掩模上分布有多個納米孔，所述多個納米孔排列形成有序或者無序的納米孔陣列。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于具體包括：將催化劑鋪覆在掩模上，并在鋪覆催化劑之前和/或鋪覆催化劑之后對襯底進行一次或多次退火，退火溫度為500℃-800℃。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于具體包括：利用所述催化劑，采用化學氣相沉積法或分子束外延法在襯底上外延生長形成氧化鎵納米線。
5.根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于具體包括：利用金屬有機化學氣相沉積法在襯底上外延生長形成氧化鎵納米線，其中外延溫度為400℃-600℃，鎵源與氧源的摩爾流量比例為1-1000，反應室氣壓在一個標準大氣壓以下。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述反應室氣壓為10-50KPa；優選的，所述襯底包括硅、藍寶石、碳化硅、氮化鎵或氧化鎵襯底。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于具體包括：在襯底上生長形成氧化鎵納米線陣列；
至少通過在外延生長設備內原位高溫退火方式或者腐蝕或刻蝕方式去除氧化鎵納米線陣列頂部的催化劑；
在氧化鎵納米線陣列表面覆蓋薄層金屬鎵，并在1KPa-1MPa、O2氣氛或O2與N2和/或Ar形成的混合氣氛、400-600℃條件下，使所述薄層金屬鎵轉變成金屬鎵球狀液滴并聚集在各氧化鎵納米線頂端面中央位置；
將外延生長設備內的溫度調控至600-800℃，優選為650-700℃，以使所述金屬鎵球狀液滴與相應氧化鎵納米線內部的氧化鎵自反應腐蝕，從而獲得內部中空的氧化鎵納米管；
優選的，所述薄層金屬鎵的厚度為1nm-200nm。
8.由權利要求1-7中任一項所述方法制備獲得的氧化鎵納米管。
9.根據權利要求8所述的氧化鎵納米管，其特征在于：所述氧化鎵納米管為β-Ga2O3納米管；
和/或，所述氧化鎵納米管的長度或高度為100nm-100μm，外徑為10nm-100μm，內徑為1nm-99.999μm。
10.如權利要求8-9中任一項所述的氧化鎵納米管于制備紫外光探測器、發光器件或氣體探測器件中的用途。
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