[发明专利]一种针尖型硅纳米线的制备方法

权利要求书

1.一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

以硅烷作为反应前驱体，在衬底上的合金液滴催化下采用等离子增强化学气相沉积制备针尖型硅纳米线，所述合金液滴由硅与金属催化剂组成。

2.根据权利要求1所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述衬底为硅衬底，硅衬底选自Si（100）、Si（111）、SiO₂硅片或石英玻璃。

3.根据权利要求1所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述金属催化剂为金、铜或者镍。

4.根据权利要求1所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述针尖型硅纳米线的制备方法具体包括以下步骤：在清洗干净的硅衬底上沉积Au膜，将沉积有Au膜的硅衬底转移到等离子增强化学气相沉积反应腔内进行退火，Au膜经退火后形成金-硅合金液滴，然后向所述反应腔内通入10-100sccm的经氢气稀释的硅烷，并在所述反应腔内温度为600-800℃以及射频功率为15-60W的条件下持续反应1h，反应后随炉冷却至室温，硅衬底上即可得到针尖型硅纳米线。

5.根据权利要求4所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述Au膜的厚度为5-10nm，所述Au膜的沉积方法为离子溅射，离子溅射利用空气为起辉气体，溅射温度为室温，溅射电流设置为10mA，溅射时间为15-90s。

6.根据权利要求4所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述退火的条件为：控制所述反应腔内本底真空度小于等于4×10^-4Pa，然后在30min内从室温升温至800℃并保温40min即可。

7.根据权利要求4所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述针尖型硅纳米线以气-液-固模式生长。

8.根据权利要求4所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述经氢气稀释的硅烷中硅烷的体积分数为10%。

9.根据权利要求4所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述针尖型硅纳米线为针尖状，针尖型硅纳米线的长度为1-3μｍ，针尖型硅纳米线的直径为50-100nm，针尖型硅纳米线的尖端含有Au颗粒。

10.根据权利要求1所述一种针尖型硅纳米线的制备方法，其特征在于：所述针尖型硅纳米线的制备方法具体包括以下步骤：

1）先将Si(100)衬底清洗干净，利用离子溅射仪在清洗干净的Si(100)衬底上沉积5-10nm厚的Au薄膜；

2）将沉积有Au薄膜的Si(100)衬底转移到等离子增强化学气相沉积反应腔内，控制所述反应腔内本底真空度小于等于4×10^-4Pa，然后于30min内从室温升温至800℃并保温40min；

3）经过步骤2）后，向所述反应腔通入40sccm的经氢气稀释的硅烷，并在800℃、射频功率控制在30W下持续反应1h，反应后随炉冷却至室温。