CN101476152A - 一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法，包括：将ZnSe和Ge粉末作为原材料放置在石英管中间位置，用硅片为衬底，放入混合粉末下风方向的石英舟中，石英管一端接供气系统，另一端接机械真空泵，通入流量为100－200sccm的氩气，控制石英反应管中间位置温度为1000℃～1100℃，沉积压力为200Torr(1Torr≈133Pa)，沉积反应2h后，关闭加热电源，自动冷却至室温，即得ZnSe/Ge异质结纳米线。本发明制备的单晶ZnSe/Ge异质结纳米线具有直径均匀，表面光滑，结晶度好，有高质量的异质界面，该制备工艺简单，采用一步热蒸发即可完成。

Description

一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法
技术领域
本发明属半导体异质结纳米线的制备领域，特别是涉及一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法。
背景技术
半导体纳米材料及其器件的制备已成为物理、化学、生物及材料相关领域的研究热点。近年来，人们根据不同方法已经制备出很多种不同的半导体纳米材料，并且在此基础上进行了纳米器件的制作，包括场效应管、单电子器件、异质结发光二极管、单纳米线激光器等等。
单晶异质结纳米线是半导体纳米材料研究领域的新内容。由于其新奇的电、光、磁学性质，以及小尺寸效应，将在纳米电子学和光电子学领域有着广泛的应用。目前制备单晶异质结纳米线的主要方法是化学气相沉积、激光烧蚀和模板法。这些方法多数通过高温加热、二次合成或其他复杂的辅助手段来完成，很难制备出具有高质量异质界面的纳米线，因此许多新型器件的研制受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法，本发明制备的单晶ZnSe/Ge异质结纳米线具有直径均匀，表面光滑，结晶度好，有高质量的异质界面，该制备工艺简单，采用一步热蒸发即可完成。
本发明的一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法，包括：
将ZnSe和Ge粉末作为原材料放置在石英管中间位置，用硅片为衬底，放入混合粉末下风方向的石英舟中，石英管一端接供气系统，另一端接机械真空泵，通入流量为100-200sccm的氩气，控制石英反应管中间位置温度为1000℃～1100℃，沉积压力为200Torr(1Torr≈133Pa)，沉积反应2h后，关闭加热电源，自动冷却至室温，即得ZnSe/Ge异质结纳米线。
所述的石英反应管中间位置温度为1050℃。
有益效果
(1)本发明制备的单晶ZnSe/Ge异质结纳米线具有直径均匀，表面光滑，结晶度好，有高质量的异质界面；
(2)该制备工艺简单，采用一步热蒸发即可完成。
附图说明
图1为实验设备示意图；
图2为实施例1的ZnSe/Ge异质结纳米线的扫描电子显微镜照片；
图3为实施例2的ZnSe/Ge异质结纳米线的扫描电子显微镜照片；
图4(a)为实施例3的ZnSe/Ge异质结纳米线的扫描电子显微镜照片；
图4(b)为实施例3的ZnSe/Ge异质结纳米线的X射线衍射花样；
图5(a)为实施例3的ZnSe/Ge异质结纳米线的透射电子显微镜照片；
图5(b)为实施例3的ZnSe/Ge异质结纳米线的选区电子衍射花样。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将ZnSe和Ge粉末作为原材料放置在石英管中间位置。用硅片为衬底，放入混合粉末下风方向的石英舟中，石英管一端接供气系统，一端接机械真空泵。通入流量为100-200sccm的氩气，实验中石英反应管中间位置温度为1000℃，沉积压力为200Torr(1Torr≈133Pa)，沉积反应2h后，关闭加热电源，自动冷却至室温，获得ZnSe/Ge异质结纳米线(如图2所示)。
实施例2
将ZnSe和Ge粉末作为原材料放置在石英管中间位置。用硅片为衬底，放入混合粉末下风方向的石英舟中，石英管一端接供气系统，一端接机械真空泵。通入流量为100-200sccm的氩气，实验中石英反应管中间位置温度为1050℃，沉积压力为200Torr(1Torr≈133Pa)，沉积反应2h后，关闭加热电源，自动冷却至室温，获得ZnSe/Ge异质结纳米线(如图3所示)。
实施例3
将ZnSe和Ge粉末作为原材料放置在石英管中间位置。用硅片为衬底，放入混合粉末下风方向的石英舟中，石英管一端接供气系统，一端接机械真空泵。通入流量为100-200sccm的氩气，实验中石英反应管中间位置温度为1100℃，沉积压力为200Torr(1Torr≈133Pa)，沉积反应2h后，关闭加热电源，自动冷却至室温，获得ZnSe/Ge异质结纳米线。
从图4(a)照片上可以看出大面积尺寸均匀的纳米线覆盖了整个基底，其直径约为200nm，长度可达几百微米。图4(b)中的衍射峰可以全部指标为立方相ZnSe(JCPDS，37-1463)和立方相Ge(JCPDS，04-0545)的衍射峰。从图5(a)照片可以看出，沿着纳米线径向的明暗不同衬度可以表明该纳米线是由两种不同材料构成的共轴异质结构，且两种纳米线之间具有很清晰的界面。图5(b)是交界面的SAED花样，仅出现一套衍射花样，表明ZnSe和Ge之间很好的晶格匹配以及高质量的异质界面。
上述结果表明，利用该方法制备出的ZnSe/Ge直径均匀，表面光滑，结晶度好，有高质量的异质界面。

Claims (1)

1.一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法，包括：
将ZnSe和Ge粉末作为原材料放置在石英管中间位置，用硅片为衬底，放入混合粉末下风方向的石英舟中，石英管一端接供气系统，另一端接机械真空泵，通入流量为100-200sccm的氩气，控制石英反应管中间位置温度为1000℃～I100℃，沉积压力为200Torr，沉积反应2h后，关闭加热电源，自动冷却至室温，即得ZnSe/Ge异质结纳米线。2.根据权利要求1所述的一种单晶ZnSe/Ge异质结纳米线的制备方法，其特征在于：所述的石英反应管中间位置温度为1050℃。
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