[发明专利]低温原位生长In2O3纳米线的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体说是一种低温原位生长In₂O₃纳米线的方法。

背景技术

In₂O₃是重要的宽禁带半导体，在场发射(Li，S.Y.；Lee，C.Y.；Lin，P.；Tseng，T.Y.Nanotechnology，2005，16，451)，传感器(Li，C.；Zhang，D.H.；Liu，X.L.；Han，S.；Tang，T.；Han，J.；Zhou，C.W.；Appl.Phys.Lett.2003，82，1613)，场效应晶体管(Nguyen，P.；Ng，H.T.；Yamada，T.；Smith，M.K.；Li，J.；Han，J.；Meyyappan，M.；Nano Lett.2004，4，651)等方面有潜在应用。目前有许多制备In₂O₃纳米线的方法，如物理蒸发(Zeng，F.；Zhang，X.；Wang，J.；Wang，L.；Zhang，L.；Nanotechnology 2004，15，596)，激光烧蚀(Li，C.；Zhang，D.H.；Han，S.；Liu，X.L.；Tang，T.；Zhou，C.W.；Adv.Mater.2003，15，143)等。但是这些方法通常都涉及到较高的生长温度(700℃以上)。高温使得这些方法不适合在玻璃基片上原位生长In₂O₃纳米线。

发明内容

为了解决现有技术中生长温度过高等问题，本发明的目的是提供一种低温原位生长In₂O₃纳米线的方法。用这种方法可以在玻璃基片上原位制备In₂O₃纳米线场发射器件，传感器和场效应晶体管等。

本发明提供的低温原位生长In₂O₃纳米线的方法，该方法包括以下具体步骤：

(1)采用常规方法在基片上先镀上厚度在100—2000纳米范围内的In膜，然后再镀上厚度在20—100纳米范围的Au膜；

(2)将镀有In膜和Au膜的基片放入一个真空加热系统中，对真空加热系统抽真空至0.5帕以下后，再用高纯氩气对真空加热系统洗气至少2遍，向真空加热系统内通高纯Ar气，流量为20—100厘米³/分钟；

(3)对镀有In膜和Au膜的基片加热进行第一次退火，使其迅速升温至130℃，并在该温度下维持20—30分钟，整个退火过程中用机械泵对真空加热系统进行抽低压至1333.2-13332帕(即10—100托)；

(4)在镀有In膜和Au膜的基片温度降至室温后，重新对真空加热系统抽真空至0.5帕以下，将通入真空加热系统的高纯Ar气改为由高纯Ar气和高纯O₂气组成的混合气体，混合气体中高纯O₂气含量范围为0.03％—0.1％，混合气体流量为20—100厘米³/分钟；

(5)对镀有In膜和Au膜的基片加热进行第二次退火，使其迅速升温至400℃，并在该温度下维持20—30分钟；整个退火过程中用机械泵对真空加热系统进行抽低压至1333.2-13332帕(即10—100托)；待真空加热系统降至室温后取出样品，即可得到原位生长的In₂O₃纳米线。

本发明通过深入研究和反复试验，选优后得到上述低温原位生长In₂O₃纳米线的方法，有效解决了现有技术中生长温度过高等问题。

附图说明

图1是细直In₂O₃纳米线的扫描电子显微镜图。

图2是锥形In₂O₃纳米线的扫描电子显微镜图。

具体实施方式

实施例1：从玻璃基片上的In膜上原位生长直径均匀的细直In₂O₃纳米线。