[發(fā)明專利]一種氧化銦微米線與八面體氧化銦微米顆粒的制備方法

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• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113104884A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李炳生;張瑩秋;王月飛;付榮鵬;馬劍鋼;劉益春
• 申請（專利權(quán)）人: 東北師范大學(xué)
• 主分類號: C01G15/00
• 分類號: C01G15/00
• 代理公司: 寧波高新區(qū)核心力專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33273
• 代理人: 朱甲子

本發(fā)明涉及一種氧化銦微米線與八面體氧化銦微米顆粒的制備方法，步驟1、將氧化銦粉和石墨粉按照一定質(zhì)量比例混和，充分研磨使其混合均勻制得混合粉末；步驟2、取步驟1中所述混合粉末放入第一耐高溫反應(yīng)容器中，將帶有光滑平面的潔凈襯底固定在第一耐高溫反應(yīng)容器正上方，然后將盛有混合粉末和襯底的第一耐高溫反應(yīng)容器放入潔凈的第二耐高溫反應(yīng)容器中，置于管式爐生長區(qū)域，兩邊接入氣路；步驟3、向第二耐高溫反應(yīng)容器中通入保護(hù)氣充當(dāng)載氣，以恒定速率升溫至反應(yīng)溫度，到達(dá)反應(yīng)溫度后通入反應(yīng)氣體，反應(yīng)一定時間后降溫，待冷卻到室溫后，取出第一耐高溫反應(yīng)容器，即可在第一耐高溫反應(yīng)容器內(nèi)壁和襯底表面分別得到氧化銦微米線和微米顆粒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無機(jī)半導(dǎo)體材料生長技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化銦微米線和八面體氧化銦微米顆粒的制備方法。

背景技術(shù)

1833年半導(dǎo)體硫化銀在法拉第實(shí)驗室被研制出，從此人類對于半導(dǎo)體的研究一直未停止過。近年來，電子產(chǎn)品在人類生活中扮演著越來越重要的角色，對微電子和集成電路的要求也越來越高，因此半導(dǎo)體的發(fā)展也作為是國家科技實(shí)力的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。寬禁帶半導(dǎo)體具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、載流子遷移率高、激子束縛能高、介電常數(shù)小等特點(diǎn)，逐漸被人們應(yīng)用于微電子器件領(lǐng)域。

氧化銦作為寬禁帶半導(dǎo)體之一，其帶隙在3.6 eV左右，其在光學(xué)、化學(xué)、電學(xué)等方面都有著獨(dú)特的性質(zhì)，因此在光催化、氣敏探測、場效應(yīng)晶體管、太陽能電池、紫外探測器等領(lǐng)域都有應(yīng)用。然而，氧化銦的某些性質(zhì)和其尺寸形貌有著密切聯(lián)系。比如納米形貌的氧化銦的發(fā)光特性遠(yuǎn)優(yōu)于塊體材料因此氧化銦的微納米結(jié)構(gòu)引起了人們的關(guān)注。到目前為止，人們已經(jīng)成功制備了氧化銦納米線、納米帶、納米管、納米塊和三維有序納米顆粒等，并相繼研究了氧化銦材料的發(fā)光、氣敏傳感、紫外探測等方面的性質(zhì)。盡管如此，氧化銦微納米材料的制備依舊存在一些難題值得探索。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計了一種氧化銦微米線和八面體氧化銦微米顆粒的制備方法，其解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有制備方法獲得的氧化銦微米線和八面體氧化銦微米顆粒質(zhì)量不高，制備方法復(fù)雜以及制備成本高昂等缺陷。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案：一種氧化銦微米線與八面體氧化銦微米顆粒的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將氧化銦粉和石墨粉按照一定質(zhì)量比例混和，充分研磨使其混合均勻制得混合粉末；

步驟2、取步驟1中所述混合粉末放入第一耐高溫反應(yīng)容器中，將帶有光滑平面的潔凈襯底固定在第一耐高溫反應(yīng)容器正上方，然后將盛有混合粉末和襯底的第一耐高溫反應(yīng)容器放入潔凈的第二耐高溫反應(yīng)容器中，置于管式爐生長區(qū)域，兩邊接入氣路；

步驟3、向第二耐高溫反應(yīng)容器中通入保護(hù)氣充當(dāng)載氣，以恒定速率升溫至反應(yīng)溫度，到達(dá)反應(yīng)溫度后通入反應(yīng)氣體，反應(yīng)一定時間后降溫，待冷卻到室溫后，取出第一耐高溫反應(yīng)容器，即可在第一耐高溫反應(yīng)容器內(nèi)壁和襯底表面分別得到氧化銦微米線和微米顆粒。

優(yōu)選地，通過控制混合氧化銦粉末和碳粉的用量和保護(hù)氣體、生長氣體的流量以得到更多的氧化銦微米線。

優(yōu)選地，所述的襯底為拋光的硅片或者石英玻璃。

優(yōu)選地，所述氧化銦粉和石墨粉的質(zhì)量比為1：0.5～1.5。

優(yōu)選地，氧化鎵粉末與碳粉的質(zhì)量比例為1：1時得到的氧化銦微米線與微米顆粒二者皆有，當(dāng)碳粉的比例適當(dāng)增大，則得到的氧化銦微米線的數(shù)量增多，相應(yīng)的微米顆粒會減少；而當(dāng)氧化銦的比例適當(dāng)增大時，氧化銦的微米顆粒會增多，微米線會減少。

優(yōu)選地，所述保護(hù)氣體為氬氣或氮?dú)猓瑲怏w流量為80-120sccm；所述的反應(yīng)氣體為氧氣，流量為1-5sccm。

優(yōu)選地，保護(hù)氣體的流量與生長氣體的流量比例適當(dāng)增加，氣體的流動加快，且反應(yīng)過程中氧氣的濃度減少，將不利于微米線的沉積，所以會得到更多的氧化銦微米顆粒；當(dāng)保護(hù)氣體與生長氣體的比例適當(dāng)減少，爐內(nèi)氣流趨于穩(wěn)定，則更有利于微米線的沉積，得到的微米顆粒則少。