[发明专利]一种超细单晶Si纳米线及其制备方法

权利要求书

1.一种超细单晶Si纳米线，其特征在于该纳米线的直径为1.5~2.5nm，且不含催化剂。

2.权利要求1所述超细单晶Si纳米线的制备方法，其特征在于工艺步骤依次如下：

（1）生长基底及载物盘的清洗

以Si基底作为超细单晶Si纳米线的生长基底，Al₂O₃陶瓷片作为载物盘，分别将所述生长基底和载物盘依次用丙酮、乙醇、去离子水超声振荡清洗至完全去除其上的污垢，然后将所述生长基底于15~25v%的氢氟酸水溶液中浸泡3~8min，浸泡时间届满后用去离子水冲洗生长基底去除氢氟酸，继后将经过前述处理的生长基底和载物盘用氮气枪吹干；

（2）超细单晶Si纳米线的生长

①将SiO粉末平铺在第一载物盘上并放入双温区管式炉的高温区中心部位，将所述生长基底放在第二载物盘上并放入双温区管式炉的低温区中心部位；所述SiO粉末的量为每1cm²第一载物盘12.8~14.4mg；所述生长基底的中心与铺有SiO粉末的第一载物盘的中心之间的距离为33~35cm；

②在通载流气体条件下将双温区管式炉的低温区升温至950~960℃，高温区升温至1300~1350℃，并使炉内压强保持在0.02~0.04Mpa，然后在上述温度和压强保温4~6h，保温时间届满后，所述生长基底上即生长出超细单晶Si纳米线；所述载流气体为H₂和Ar组成的混合气体， H₂的体积百分数为3~7%，Ar的体积百分数为93~97%。

3.根据权利要求2所述超细单晶Si纳米线的制备方法，其特征在于所述载流气体由双温区管式炉的高温区端部连续向炉中通入并由其低温区端部连续排出，载流气体的流量为60~100mL/min。

4.根据权利要求2或3所述超细单晶Si纳米线的制备方法，其特征在于所述Si基底为纯Si（111）基底、N型Si（111）基底、P型Si（111）基底中的任一种。

5.根据权利要求2或3所述超细单晶Si纳米线的制备方法，其特征在于所述SiO粉末的平均粒径≤48μm。

6.根据权利要求4所述超细单晶Si纳米线的制备方法，其特征在于所述SiO粉末的平均粒径≤48μm。