[发明专利]生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片及其制备方法

权利要求书

1.生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片，其特征在于：由下至上依次包括Si衬底、石墨烯层、In金属纳米微球层和InN纳米柱层。

2.根据权利要求1所述生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片，其特征在于：所述石墨烯为单层或者多层石墨烯；所述InN纳米柱层中InN纳米柱直径为30-80nm。

3.根据权利要求1～2任一项所述生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)Si衬底清洗；

(2)在Si衬底上制备石墨烯层，获得Si/石墨烯复合衬底；

(3)沉积In金属纳米微球层：采用分子束外延生长工艺，在Si/石墨烯复合衬底的石墨烯层上沉积In薄膜，并退火，得到In金属纳米微球；

(4)InN纳米柱层的生长：采用分子束外延生长工艺，衬底温度控制在500～700℃，在反应室的压力为4.0～10.0×10^-5Torr，V/III比值为30～40条件下，在步骤(3)得到的In金属纳米微球上生长直径均一的InN纳米柱。

4.根据权利要求3所述生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片的制备方法，其特征在于：步骤(3)中退火的温度为400～550℃，退火时间为50～300秒。

5.根据权利要求3所述生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片的制备方法，其特征在于：步骤(3)中在Si/石墨烯复合衬底的石墨烯层上沉积In薄膜的条件为衬底温度控制在400～550℃，反应室的压力为5.0～6.0×10^-10Torr。

6.根据权利要求3所述生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片的制备方法，其特征在于：

步骤(1)所述衬底清洗，具体为：

将Si衬底放入体积比为1:20的HF和去离子水混合溶液中超声1～2分钟，去除硅衬底表面氧化物和粘污颗粒，再放入去离子水中超声1～2分钟，去除表面杂质，用高纯干燥氮气吹干。

7.根据权利要求3所述生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述Si/石墨烯复合衬底通过气相沉积法在衬底上生长石墨烯层或者将石墨烯层转移至Si衬底上。

8.根据权利要求3所述生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片的制备方法，其特征在于：所述In金属纳米微球层中In金属纳米微球的直径为20-70nm。