[发明专利]用于在石墨基板上生长纳米线或纳米角锥体的方法

权利要求书

1.一种用于生长纳米线或纳米角锥体的方法，包含：

(I)提供石墨基板并且在升高的温度下将AlGaN、InGaN、AlN或AlGa(In)N沉积于所述石墨基板上，以形成所述化合物的缓冲层或纳米级成核岛；

(II)优选经由MOVPE或MBE于所述石墨基板上的所述缓冲层或所述成核岛上生长多个半导体III-V族纳米线或纳米角锥体，优选III-氮化物纳米线或纳米角锥体。

2.一种用于生长纳米线或纳米角锥体的方法，包含：

(I)提供石墨基板并且在升高的温度下使用氮等离子体处理所述石墨基板以将氮引入所述石墨基板中或/和形成原子阶梯/平台；

(II)优选经由MOVPE或MBE于所述经处理的石墨表面上生长多个半导体III-V族纳米线或纳米角锥体。

3.一种用于生长纳米线或纳米角锥体的方法，包含：

(I)提供石墨基板并且于所述石墨基板上沉积Al以形成Al层或纳米级Al岛；

(II)将所述Al层或纳米级Al岛暴露于至少一种V族物质的助熔剂，例如As和/或Sb，由此形成Al-V族化合物，例如AlAs、AlAsSb或AlSb的缓冲层或纳米级岛；

(III)优选经由MOVPE或MBE，于所述石墨基板上的所述缓冲层或纳米级岛上生长多个半导体III-V族纳米线或纳米角锥体，优选包含GaAs和/或GaAsSb的纳米线或纳米角锥体。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述V族元素不为N，优选地其为Sb或As或其混合物。

5.一种用于生长纳米线或纳米角锥体的方法，包含：

(I)提供石墨基板并且可选地在升高的温度下使用氧等离子体或使用臭氧，例如UV臭氧，处理所述石墨基板，以在所述石墨基板表面上形成原子阶梯/平台和/或以便在其表面上形成具有环氧基(C-O)的石墨烯氧化物；

(II)在氢存在下使步骤(I)的所述经处理的基板退火以将所述C-O键的至少一部分转化为C-H键；

(III)优选经由MOVPE或MBE于步骤(II)的经退火表面上生长多个半导体III-V族纳米线或纳米角锥体。

6.一种用于生长纳米线或纳米角锥体的方法，包含：

(I)提供石墨基板并且于所述石墨基板上沉积Al层；

(II)氧化所述Al层的至少顶部部分以形成经氧化Al层；

(III)将非晶Si层沉积于所述经氧化Al层上；

(IV)加热以引起所述Al层与非晶Si层的互换，并且所述非晶Si的金属诱导结晶(MIC)以形成结晶Si层；

(V)例如通过蚀刻移除所述Al层和氧化层；

(VI)优选经由MOVPE或MBE于随后的结晶Si层上生长多个半导体III-V族纳米线或纳米角锥体。

7.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述纳米线或纳米角锥体自所述基板、Si层、缓冲层或成核岛外延附生生长。

8.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述石墨基板的厚度至多20nm。

9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述纳米线或纳米角锥体被掺杂。

10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述纳米线或纳米角锥体为核-壳纳米线或纳米角锥体。

11.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中石墨顶部接触层存在于所述纳米线或纳米角锥体的顶部上。

12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述纳米线或纳米角锥体在存在或不存在催化剂下生长。

13.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述纳米线或纳米角锥体为GaN、AlGaN、AlN或InGaN。