[发明专利]基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器及制备方法

权利要求书

1.一种基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，自下至上依次包括Si衬底(1)、SiO₂绝缘层(2)，SiO₂绝缘层(2)上设置单根孪晶结构GaN纳米线(3)、金属电极(4)，金属电极(4)分别覆盖在单根孪晶结构GaN纳米线(3)的两端，且形成欧姆接触；

所述的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将用于生长GaN纳米线的基底依次置于丙酮溶液、酒精溶液和去离子水中超声清洗，每步清洗5～15分钟，清洗后用氮气吹干；

步骤2：利用沉积的方法在基底上沉积一层Au薄膜；

步骤3：将装有Ga₂O₃粉末的石英坩埚放置高温管式炉的中央，再将沉积有Au薄膜的基底放至高温管式炉的下游位置；然后，向管式炉中通入惰性气氛来去除管式炉腔体中残余的氧气；

步骤4：将高温管式炉的腔体加热，当温度升至900℃±20℃时关闭惰性气氛并通入NH₃气；继续升温，直到温度升至孪晶结构GaN纳米线生长所需的温度；恒温一定时间后停止加热，关闭NH₃气，通入惰性气氛，使管式炉自然冷却至室温，得到孪晶结构GaN纳米线阵列；

步骤5：利用物理剥离的方法将孪晶结构GaN纳米线阵列从基底转移至酒精溶液，超声震荡4～6分钟；然后，利用旋涂的方法将纳米线转移并分散至SiO₂绝缘层；

步骤6：利用光刻和电子束蒸发的方法在单根孪晶结构GaN纳米线两端制备一层金属电极，形成最终的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器。

2.根据权利要求1所述的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的孪晶结构GaN纳米线(3)的晶体结构为孪晶，并且孪晶面平行于纳米线的轴向方向；所述的孪晶结构GaN纳米线(3)长度为100纳米至1毫米，直径为10纳米至10微米。

3.根据权利要求1所述的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的金属电极(4)为Ag、Ti/Au、Cr/Au、Ni/Au、Ti/Al/Ti/Au或Ti/Al/Ni/Au；所述的金属电极(4)厚度为20至200纳米，金属电极(4)的间距为100纳米至1毫米。

4.根据权利要求1所述的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的沉积的方法为电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射，Au薄膜的厚度为3至20纳米。

5.根据权利要求1所述的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的基底为蓝宝石或者硅片，所述的惰性气氛为氩气或者氮气。

6.根据权利要求1所述的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的孪晶结构GaN纳米线的生长温度为1050至1150℃，NH₃气的气体流量为180～220mL/min，恒温一定时间为25～35min。