[发明专利]一种硅基III-V族纳米管与微米管及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基III-V族纳米管与微米管，其特征在于，其是生长在单晶Si衬底上的III-V族应变半导体薄膜，借助III-V族牺牲层的侧向腐蚀与单晶Si衬底脱离，自卷曲围成两端不封闭的圆柱型中空管状结构，管状结构的直径为1nm-100μm，长度为1μm-1mm。

2.如权利要求1所述管状结构的管壁由两种不同III-V族半导体材料组成的III-V族应变双层薄膜构成，管壁的总厚度为1-200nm，其中底层III-V族半导体材料的厚度为1-50nm。

3.如权利要求1所述硅基III-V族纳米管与微米管，其特征在于，所述圆柱型中空管状结构由所述III-V族应变双层薄膜卷曲形成；卷曲圈数为n，n≥1，n=1时为单圈管，n＞1时为多圈管。

4.如权利要求1-3任一所述的硅基III-V族纳米管与微米管，其特征在于，所述双层薄膜中还插入III-V族低维纳异质结构，所述III-V族低维纳异质结构是III-V族量子阱、纳米线或量子点中的一种或多种，是外延生长在双层薄膜中的。

5.权利要求1-4任一所述的硅基III-V族纳米管与微米管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

S1对单晶Si衬底进行清洗并去除Si表面氧化物层后，在单晶Si衬底上外延生长异变缓冲层；

S2在异变缓冲层上生长III-V族外延层；

S3在III-V族外延层上生长III-V族牺牲层；

S4在III-V族牺牲层上生长III-V族应变双层薄膜；

S5通过光刻和腐蚀在III-V族应变双层薄膜上形成台面，同时将底部的III-V族牺牲层暴露出来；

步骤S5具体包括：

S51：清洗外延片和光刻版，并烘干；

S52：涂胶、匀胶、烘胶、曝光、显影、图形检查；

S53：腐蚀外延片至牺牲层形成台面、去胶、图形检查、清洗。

S6：通过选择性湿法腐蚀对III-V族牺牲层进行侧向腐蚀，逐渐将III-V族牺牲层腐蚀掉，使得III-V族应变双层薄膜从Si衬底上释放，并最终自卷曲成管。