[发明专利]一种生长在GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱，其特征在于：包括GaAs衬底、衬底上的InGaAsN缓冲层、生长在缓冲层上的(In)GaN纳米柱；

所述的GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱的制备方法，包括以下步骤：

（1）InGaAsN缓冲层的制备：对GaAs衬底进行退火处理，然后将GaAs衬底的温度控制在480～580℃，Ga束流等效压强为2.0×10^-8～3.0×10^-7 Torr，As束流等效压强为2.0×10^-8～3.0×10^-7 Torr，In束流等效压强为3.0×10^-8～3.0×10^-7Torr，氮气流量为1～4sccm，等离子体源功率为300～450W；在GaAs衬底上获得InGaAsN缓冲层，记为GaAs衬底/ InGaAsN缓冲层；

（2）(In)GaN纳米柱的生长：采用分子束外延生长工艺，控制步骤（1）所得GaAs衬底/InGaAsN缓冲层的温度为450~780 ºC，转速为5~10 r/min，Ga束流等效压强为1.0×10^-8~1.5×10^-7 Torr，In束流等效压强为1.0×10^-8~5×10^-7 Torr，氮气流量为1~5sccm，等离子体源功率为200~400 W，生长时间为1~5h，在步骤（1）所得GaAs衬底/ InGaAsN缓冲层上生长(In)GaN纳米柱。

2.根据权利要求1所述的一种GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱，其特征在于：所述InGaAsN缓冲层厚度为200~500nm。

3.根据权利要求1所述的一种GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱，其特征在于：所述生长在InGaAsN缓冲层上的(In)GaN纳米柱为GaN纳米柱、InGaN纳米柱、InN纳米柱、InGaN/GaN核/壳结构纳米柱和InN/InGaN核/壳结构纳米柱中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱，其特征在于：所述生长在InGaAsN缓冲层上的(In)GaN纳米柱的高度为50~2000 nm，直径为15~500 nm。

5.根据权利要求1所述的一种GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱，其特征在于：步骤（1）所述退火处理为将GaAs衬底温度控制在715～720℃、As束流等效压强为3.0×10^-7~7×10^-7 Torr下对CaAs衬底进行退火处理，退火时间为1~5min。

6.根据权利要求1所述的一种GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱，其特征在于：

步骤（1）所述InGaAsN缓冲层的制备中，Ga束流等效压强为1.0×10^-7 Torr，As束流等效压强为2.0×10^-7 Torr，In束流等效压强为9.0×10^-8 Torr，生长时间为1-3h。

7.根据权利要求1-4任一项所述的GaAs衬底上的(In)GaN纳米柱在光电解水产氢中的应用。