[发明专利]一种基于MgO衬底的石墨烯量子点掺杂氧化镓薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于MgO衬底的石墨烯量子点掺杂氧化镓薄膜，包括MgO衬底材料和生长在衬底上的石墨烯量子点掺杂氧化镓外延层。

2.如权利要求1所述的石墨烯量子点掺杂氧化镓薄膜，其特征在于：所述石墨烯量子点掺杂的质量分数为0.005％～0.03％。

3.如权利要求1所述的石墨烯量子点掺杂氧化镓薄膜，其特征在于：所述石墨烯量子点掺杂的质量分数为0.02％。

4.权利要求1-3任一项所述的掺杂氧化镓薄膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：清洗MgO衬底，并使用氮气吹干；

步骤2：将石墨烯量子点、纯度大于99.999％的氧化镓粉末加入乙醇中，超声分散均匀，蒸除溶剂，成型，烧结，得到石墨烯量子点掺杂陶瓷靶；

步骤3：将装有MgO衬底的石英舟置于化学气相沉积设备反应室内合适的位置，将步骤2所得石墨烯量子点掺杂陶瓷靶置于石英舟与反应室进气口之间，并距离石英舟8-12cm处，关闭反应室门；

步骤4：打开气路，使氧气和惰性气体的混合气体持续通入反应室，设定化学气相沉积设备反应室内加热温度和加热时长，得到石墨烯量子点掺杂氧化镓薄膜。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述清洗MgO衬底，包括将所述MgO衬底置于丙酮溶液中，超声波清洗5分钟，再置于无水乙醇溶液中，超声波清洗5分钟，再置于160℃的硫酸和磷酸的混合液中浸泡15min，硫酸和磷酸的比例为3:1，最后用去离子水漂洗浸泡后的MgO衬底，并用干燥的氮气吹干。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1中石墨烯量子点的制备是将石墨烯量子点加入含锆石墨烯量子点中进行氧化锆涂层涂覆得到。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1中石墨烯量子点的制备包括以下步骤：

步骤a：将丙醇锆溶解于其5～10倍质量的乙醇中，搅拌下加入体积比为3:2的乙酰丙酮/水混合溶剂，室温下静置老化2～3天，制得涂层凝胶，所述乙醇和乙酰丙酮/水混合溶剂的体积比为25～40:1；

步骤b：将石墨烯量子点加入步骤a所得涂层凝胶中，搅拌均匀后，60℃干燥8～24h；

步骤c：重复步骤b 3～5次，500℃下烘烤30min，制得氧化锆涂层涂覆的石墨烯量子点。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：骤1中石墨烯量子点掺杂陶瓷靶的制备方法为将蒸除溶剂后的混合物在60～70MPa的压强下压制50～60分钟，空气中1300～1400℃下烧结700～900分钟得到。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤4中所述惰性气体和氧气的纯度高于99％。

10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤4中所述惰性气体选自氮气、氦气或氩气。