[发明专利]氧化铟纳米柱的制造方法及氧化铟纳米柱

说明书

本发明提供一种氧化铟纳米柱的制造方法及氧化铟纳米柱。本发明的氧化铟纳米柱的制造方法包括步骤：提供高温炉，其中高温炉分为第一区以及第二区；将至少一铟金属源放置于第一区，且将基板放置于第二区；将第一区的温度调变至第一温度，且将第二区的温度调变至第二温度，其中第一温度高于第二温度；以及当第一区的温度达到第一温度，且第二区的温度达到第二温度时，高温炉中通入氩气以及氧气，其中氩气与氧气比在30:1至70:1的范围内，以令多个氧化铟纳米柱形成于基板上。本发明可在省略金属触媒的设置下，有效率地制造出具有方向性的氧化铟纳米柱。

技术领域

本发明是有关于一种纳米柱及其制造方法，尤其是涉及一种氧化铟纳米柱的制造方法及氧化铟纳米柱。

背景技术

随着科学技术的突飞猛进，诸如电子、材料、物理、化学、生物等领域均由微米世纪迈入所谓的纳米世纪。当组件尺寸微缩至纳米等级时，组件的物理、机械及化学等特性便与其为块材时的特性有了差异。因此，除改变材料的组成以获得不同材料应用需求上的性质外，也可进一步通过控制材料的大小与形状，来操控同一种材料的基本特性，如熔点、颜色、光、电、磁等特性。因此，许多从前无法达成的高性能产品或技术将有机会在纳米科技的领域中实现。

一般而言，纳米材料的种类相当多，包括金属、金属氧化物、半导体、陶瓷、高分子材料等。此外，纳米结构依其形状、尺寸及分布范围的不同而主要分为一维、二维、三维等纳米结构。目前，已知的纳米结构(如纳米柱)的成长机制主要为气-液-固(Vapor-Liquid-Solid，简称VLS)成长机制以及气-固(Vapor-Solid，简称VS)成长机制。气-液-固成长机制是利用反应物的气相态附着在金属触媒上，在共熔(eutectic)温度下形成液态合金。若反应物的材料为半导体材料，当金属-半导体合金内的半导体材料过饱合，半导体便会自金属触媒的底部析出，且析出的半导体材料将金属触媒向上推挤，从而形成具有方向性的纳米柱。相较于气-液-固成长机制，气-固成长机制不需要金属触媒即可成长纳米结构。然而，也因为少了金属触媒可以吸收反应物以及作为成核点，因此以气-固成长机制所成长的纳米结构不具有方向性且其制程时间也较久(约1小时以上)。

因此，如何能在省略金属触媒的设置下，有效率地制造出具有方向性的纳米结构，实为目前研发人员研究的重点之一。

发明内容

本发明提供一种氧化铟纳米柱的制造方法及氧化铟纳米柱，其可在省略金属触媒的设置下，有效率地制造出具有方向性的氧化铟纳米柱。

本发明的一种氧化铟纳米柱的制造方法，其包括以下步骤：提供高温炉，其中高温炉分为第一区以及第二区；将至少一铟金属源放置于第一区，且将基板放置于第二区；将第一区的温度调变至第一温度，且将第二区的温度调变至第二温度，其中第一温度高于第二温度；以及当第一区的温度达到第一温度，且第二区的温度达到第二温度时，于高温炉中通入氩气以及氧气，其中氩气与氧气比在30:1至70:1的范围内，以令多个氧化铟纳米柱形成于基板上。

在本发明的一实施例中，上述的第一温度在摄氏800度至摄氏1000度的范围内，且第二温度在摄氏300度至摄氏500度的范围内。

在本发明的一实施例中，上述的氧化铟纳米柱形成于高温炉通入氩气以及氧气的1分钟后，且各氧化铟纳米柱由基板的表面向外延伸。

在本发明的一实施例中，上述于高温炉中通入氩气以及氧气的30分钟之内，各氧化铟纳米柱的长度以及平均直径与通入氩气以及氧气的时间呈正相关。

在本发明的一实施例中，上述的各氧化铟纳米柱包括尾部、连接部以及顶部，其中尾部与基板接触，连接部连接于尾部与顶部之间，且顶部由铟构成，而连接部以及尾部分别由氧化铟构成。

本发明的一种氧化铟纳米柱，其包括尾部、与尾部相对的顶部以及连接于尾部与顶部之间的连接部，其中顶部的平均直径大于连接部的平均直径以及尾部的平均直径。