[发明专利]氧化镓纳米管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氧化镓纳米管的制备方法，其特征在于包括：

在衬底上设置催化剂，并利用所述催化剂在衬底上生长形成氧化镓纳米线；

去除氧化镓纳米线顶端的催化剂，或者，使氧化镓纳米线顶部的催化剂在纳米线生长过程中被自然耗尽；

在氧化镓纳米线顶端面中央位置设置金属镓，其后通过金属镓与氧化镓的自反应腐蚀使氧化镓纳米线内部被腐蚀，从而获得内部中空的氧化镓纳米管。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：

在衬底上设置具有一个以上纳米孔的掩模；

在所述掩模上设置催化剂，使催化剂聚集在所述掩模上的各纳米孔处，并利用所述催化剂在衬底上生长形成氧化镓纳米线；

优选的，所述掩模上分布有多个纳米孔，所述多个纳米孔排列形成有序或者无序的纳米孔阵列。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于具体包括：将催化剂铺覆在掩模上，并在铺覆催化剂之前和/或铺覆催化剂之后对衬底进行一次或多次退火，退火温度为500℃-800℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：利用所述催化剂，采用化学气相沉积法或分子束外延法在衬底上外延生长形成氧化镓纳米线。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于具体包括：利用金属有机化学气相沉积法在衬底上外延生长形成氧化镓纳米线，其中外延温度为400℃-600℃，镓源与氧源的摩尔流量比例为1-1000，反应室气压在一个标准大气压以下。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述反应室气压为10-50KPa；优选的，所述衬底包括硅、蓝宝石、碳化硅、氮化镓或氧化镓衬底。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：在衬底上生长形成氧化镓纳米线阵列；

至少通过在外延生长设备内原位高温退火方式或者腐蚀或刻蚀方式去除氧化镓纳米线阵列顶部的催化剂；

在氧化镓纳米线阵列表面覆盖薄层金属镓，并在1KPa-1MPa、O₂气氛或O₂与N₂和/或Ar形成的混合气氛、400-600℃条件下，使所述薄层金属镓转变成金属镓球状液滴并聚集在各氧化镓纳米线顶端面中央位置；

将外延生长设备内的温度调控至600-800℃，优选为650-700℃，以使所述金属镓球状液滴与相应氧化镓纳米线内部的氧化镓自反应腐蚀，从而获得内部中空的氧化镓纳米管；

优选的，所述薄层金属镓的厚度为1nm-200nm。

8.由权利要求1-7中任一项所述方法制备获得的氧化镓纳米管。

9.根据权利要求8所述的氧化镓纳米管，其特征在于：所述氧化镓纳米管为β-Ga₂O₃纳米管；

和/或，所述氧化镓纳米管的长度或高度为100nm-100μm，外径为10nm-100μm，内径为1nm-99.999μm。

10.如权利要求8-9中任一项所述的氧化镓纳米管于制备紫外光探测器、发光器件或气体探测器件中的用途。