[发明专利]一种石墨烯衬底上分级GaN纳米阵列及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种石墨烯衬底上分级GaN纳米阵列，其特征在于：包括石墨烯纳米片衬底以及石墨烯纳米片衬底上无催化无损伤CVD生长的分级GaN纳米阵列，所述的石墨烯纳米片旋涂于Si或蓝宝石衬底上；所述的石墨烯纳米片本身具有大量的富余悬挂键和棱边台阶，为CVD生长提供反应形核点，增加纳米材料在石墨烯衬底上的形核几率，从而形成纳米材料的选区无催化生长模式，最终形成分级纳米阵列。

2.如权利要求1所述的石墨烯衬底上分级GaN纳米阵列的应用，其特征在于：该分级GaN纳米阵列用于制备GaN基LED器件。

3.如权利要求1所述的石墨烯衬底上分级GaN纳米阵列的应用，其特征在于：该分级GaN纳米阵列用于制备GaN基紫外光电探测器。

4.如权利要求1所述的石墨烯衬底上分级GaN纳米阵列的应用，其特征在于：该分级GaN纳米阵列用于制备GaN基杂化太阳能电池器件。

5.一种石墨烯衬底上分级GaN纳米阵列的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)采用石墨烯纳米片为衬底，将制备的石墨烯纳米片旋涂于Si或蓝宝石衬底上，旋涂数次1-3次，旋涂速度1000-6000rmp；石墨烯不需要经过退火处理；

(2)将步骤(1)中的石墨烯纳米片旋涂的衬底放入CVD水平管式炉中，采用化学气相沉积CVD法无催化生长分级GaN纳米阵列，通过控制管式炉工艺参数气氛流量的氨气流量、氮气流量；生长温度；生长时间，石墨烯衬底放置位置于1-3cm直径石英管中，最终直接无催化无损伤地生长出分级GaN纳米阵列；其中：

步骤(1)中制备的石墨烯纳米片直径为5-100um，厚度为0.5-2nm，浓度为0.5-1mg/ml；

步骤(2)中控制管式炉工艺参数如下，气氛流量：氨气流量为10-60sccm，氮气为20-200sccm；生长温度：1000-1100℃；生长时间：30-150min。