[发明专利]掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法

权利要求书

1.一种掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法，包含以下步骤：

步骤1：选用一衬底，并在金属有机化学气相外延设备的反应室中对衬底进行高温氮化处理；

步骤2：用氢气或者氮气作为载气，在衬底上生长一低温III族氮化物缓冲层，该缓冲层的作用是用来提高InN纳米棒的晶体质量和形貌；

步骤3：用氮气作为载气将含铟源、锌源的金属有机化合物和氨气通入到反应室，在氮化镓缓冲层上制备生长InN纳米棒，在InN纳米棒顶端同时生成金属In小球；

步骤4：关闭铟源和锌源，反应室温度降到350℃以下关闭氨气，继续通氨气的作用是抑制InN材料的高温热分解；

步骤5：降温，反应室温度由350℃降至室温后，将样品取出。

2.根据权利要求1所述的掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法，其中步骤1所述的衬底的材料为C面蓝宝石。

3.根据权利要求1所述的掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法，其中步骤1所述的对衬底进行高温氮化处理，具体过程是先在1000-1200℃且通氢气的条件下将衬底烘烤20分钟，再使用氢气+氨气的混合载气氮化衬底2-5分钟。

4.根据权利要求1所述的掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法，其中步骤2所述的在衬底上生长一低温III族氮化物缓冲层的温度为450-650℃。

5.根据权利要求1所述的掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法，其中步骤2中所述的低温III族氮化物缓冲层，是InN、氮化铝或GaN及它们之间的三元或四元合金，或者是能够降低衬底与InN纳米棒在界面处晶格失配的材料。

6.根据权利要求1所述的掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法，其中步骤3中所述的铟源、锌源的金属有机化合物为MOCVD设备中能够使用的铟源和锌源，如三甲基铟、乙基二甲基铟或二乙基锌。

7.根据权利要求1所述的掺杂剂锌辅助的自催化法生长InN纳米棒材料的方法，其中步骤3中所述的制备生长InN纳米棒的工艺条件为：生长温度450℃-650℃，反应室压强为0.1-1个大气压，TMIn、DEZn、NH₃和N₂的流量具体值以及它们之间的比例的具体值随反应室结构的不同、大小的变化而做相应调整，通过调整生长温度、V/III比、铟源和锌源的流量比来获得不同直径或不同密度的掺锌InN纳米棒。