[发明专利]一种三族氮化物量子点结构的制备方法

权利要求书

1.一种制备三族氮化物量子点结构的制备方法，其步骤包括：

1)在衬底上生长三族氮化物模板层；

2)在上述三族氮化物模板层上铺设碳纳米管阵列；

3)在碳纳米管阵列上再采用MOCVD、MBE等生长手段，生长GaN、AlN、InN及其合金的量子点外延层，形成量子点结构。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)之后，再采用MBE、MOCVD等生长手段，生长GaN、AlGaN等外延层作为量子垒层，该量子垒层的厚度在4-90纳米。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述量子点结构与碳纳米管阵列形成的量子点层和量子垒层构成复合量子点层，重复多个复合量子点层，每一周期的复合量子点层厚度为5-50纳米，包括1-100个周期。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，利用MOCVD、HVPE、MBE等手段生长的GaN、AlN、InN等三族氮化物外延层，厚度在100纳米-10毫米之间，其中，采用MOCVD生长2微米厚度GaN模板材料的过程包括：先生长低温GaN缓冲层：生长温度450-600度，压力100-450Torr，厚度10-200nm；然后生长一层高温GaN层：生长温度900-1200度，压力100Torr-450Torr，厚度2微米。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，在GaN、InN、AlN等其他三族氮化物模板上通过沉积一层催化剂层，通入碳源反应气体，利用加热或者激光照射等办法生长碳纳米管阵列。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，碳纳米管为单壁或多壁，碳纳米管的直径为1-100纳米，碳纳米管阵列为矩形、六角形、正方形或平行四边形等任意平面几何形状的分布，或是金字塔形、六角柱，四面体等立体三维分布，重复周期2纳米-500纳米。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，量子点外延层的厚度在1-10纳米，若生长InGaN量子点结构，MBE生长温度为380-450℃；MOCVD生长温度为600-800℃，压力为100-450Torr。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、GaN衬底、Si衬底或LiAlO₂衬底。