[发明专利]一种绿色无催化剂法制备氮化镓纳米线的方法

摘要

一种绿色无催化剂制备氮化镓纳米线的方法，属于无机化合物半导体材料制备与生长方法领域。本发明通过等离子增强化学气相沉积系统(PECVD)，在不使用任何催化剂条件下，以绿色无污染的N2作为氮源制备性能优异的一维线状的GaN纳米结构。本发明成本低廉，工艺简单，以抛光石墨为衬底，金属镓和碳粉为前驱体。在PECVD系统中，调节反应气压为30Pa‑50Pa；反应温度为825℃‑875℃；N2流速10‑40cm3/min；H2流速5‑10厘米cm3/min；射频电源功率80W‑120W，反应1‑3h得到产物。产物为六方纤锌矿结构的一维GaN纳米线，具有典型的紫光发光特征和优异的场发射性能。

主权项

1.一种绿色无催化剂制备氮化镓纳米线的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：(1)衬底的制备：将石墨片进行打磨、抛光，使表面粗糙度Ra≤0.8；将抛光好的石墨片依次使用丙酮、乙醇、去离子水分别超声清洗；然后在温度恒定设置60℃‑100℃的鼓风干燥箱中保存，使表面保持干燥清洁，作为制备材料的衬底；(2)前驱体的制备：分别称取金属镓与碳粉，质量比为2:1，得到制备材料的前驱体；(3)将步骤(2)制备的前驱体分别放入刚玉坩埚中，步骤(1)制备的石墨衬底置于前驱体的上方，再将坩埚放入等离子增强化学气相系统的反应腔内，设置如下参数：反应气压30Pa‑50Pa；反应温度825℃‑875℃；N2流速10‑40cm3/min；H2流速5‑10cm3/min；射频电源功率80W‑120W。反应1h‑3h，得到氮化镓纳米线。