[发明专利]一种制备Ge纳米管的方法

说明书

技术领域

本发明属于电子功能材料与器件领域，具体涉及一种采用气相沉积制备Ge纳米管的方法。

背景技术

相变存储器(PCM)主要是利用某些材料在特定的电流脉冲之下会具有快速且可逆的相变化效应，进而导致材料在某些特性上的稳定改变來达到存储效果，此外其最终的状态并不会随着外加能量的消失而改变，因此具有非挥发性的特点。PCM技术凭借其在读取速度、可靠度、非破坏性读取、非挥发性、尺寸微小化以及成本方面的优势，已被公认为最有潜力取代传统的DRAM技术及Flash闪存技术成为主流的存储器技术之一。此外，随着信息技术产业对相变存储器产品需求的日益增加，实现PCM cell与现有CMOS工艺集成是非常关键的，因此，也就急需进一步降低PCM cell的操作功耗。由于具有一维纳米结构的材料的熔点与其块体材料相比一般会降低20～40％，如果将相变存储材料制备成一维纳米线结构，这就有利于大大降低其读，写及擦除时的操作功耗。同时，可以极大的提高单元密度，满足大密度集成化的要求。因此，制备相变存储材料的一维纳米线就成为目前相变存储器研究的一个重要方面。

目前已有大量关于一维相变存储材料纳米线制备的研究报道。如文献Jin Seok Lee et.al.，Vapor-Liquid-Solid and Vapor-Solid Growth of Phase-Change Sb₂Te₃ Nanowires and Sb₂Te₃/GeTe Nanowire Heterostructures，J.AM.CHEM.SOC.2008，130，6252-6258公开的Sb₂Te₃纳米线与Sb₂Te₃/GeTe纳米线异质结；文献Yeonwoong Jung et.al.，Phase-Change Ge-Sb Nanowires：Synthesis，Memory Switching，and Phase-Instability，Nano Lett.，Vol.9，No.5，2009，2013-2018公开的Ge-Sb纳米线；Hee-Suk Chung et.al.，Epitaxial Growth and Ordering of GeTe Nanowires on Microcrystals Determined by Surface Energy Minimization，Nano Lett.，Vol.9，No.6，2009，2395-2401公开的有序生长的GeTe纳米线；Jun-Ku Ahn et.al.，Phase-Change InSbTe Nanowires Grown in Situ at Low Temperature by Metal Organic-Chemical Vapor Deposition，Nano Lett.2010，10，472-477公开地采用有机金属化学气相沉积制备的InSbTe合金纳米线。

虽然目前关于相变存储材料的纳米线研究是相变存储器研究的一个热点之一，且已有大量的研究报道，但采用气相沉积使用单一合金源一步获得Ge纳米管的方法尚未见到报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用气相沉积使用单一合金源一步获得Ge纳米管的方法。

本发明的发明人经过大量的实验研究，发现在合适的工艺条件下，可以一步获得Ge纳米管。

本发明所提供的一种制备Ge纳米管的方法，包括如下步骤：

1)在Si基片上溅射一层Au薄膜；

2)在水平管式炉的炉管中部放置蒸发源GeTe合金粉，将水平管式炉抽真空后，充入载气使炉管内维持内压为460～600Pa；优选为460～550Pa；

3)将步骤1)中制备的溅射有Au薄膜的Si基片放置在水平管式炉的炉管中蒸发源的下风向处，并对水平管式炉中部的蒸发源进行加热至495-505℃，保温；

4)保温结束后，停载气并维持炉管内压为110～130Pa，进行自然降温。

步骤1)中，所述Au薄膜可采用直流溅射法获得，优选溅射电流为25mA，溅射时间为18～180s。所获得的Au薄膜的厚度为1.5～15nm；优选为1.5nm。

步骤2)中，所述水平管式炉中部放置的蒸发源GeTe合金粉的质量为0.01～0.025g。所述水平管式炉抽真空至120～150Pa。

所述GeTe合金粉中，Ge和Te的摩尔比为1∶1。