[发明专利]氧化镓微米线制备方法、日盲紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明提供一种氧化镓微米线制备方法、日盲紫外探测器及其制备方法，其中的氧化镓微米线制备方法包括以下步骤：S1、将β‑Ga₂O₃粉末与碳粉末按照预设比例混合研磨后得到混合原料粉末；S2、将原料粉末放置在组合石英舟内，并将组合石英舟放入炉管中，通入Ar气后开始升温过程；S3、升温过程结束后达到预设生长温度，通入Ar气和O₂气的混合气体开始氧化还原反应；S4、经预设时间氧化还原反应结束，自然冷却后得到氧化镓微米线。本发明提供的氧化镓微米线制备方法具有以下优点：具有简易的操作步骤，制备过程有较强的可重复性，减少了来自衬底盖片的干扰，避免了Au催化剂在微米线中的残留。

技术领域

本发明涉及材料制备领域和紫外探测器技术领域，特别涉及一种氧化镓微米线制备方法、日盲紫外探测器及其制备方法。

背景技术

紫外探测技术是继红外探测与激光探测技术之后的又一项军民两用探测技术。基于宽禁带半导体材料的紫外探测器具有本征可见盲/日盲、体积小、重量轻、工作电压低、便于集成的特点，成为目前的研究热点之一，广泛应用在军用和民用领域，如臭氧空洞探测、导弹制导及导弹探测、火灾预警、紫外光通信等，有广阔的前景。

在超宽禁带半导体材料中，SiC带隙固定，对应UVA波段；ZnxMg(1-x)O可调节至日盲波段，但因组分复杂，ZnO为六角纤锌矿，而MgO为立方岩盐矿，难以在单一相固溶体同时获得两种材料的优势，并且两者在固溶体共存时会出现较大的晶畴，在Mg组分超过33％时还会出现相位分离，严重影响器件的电学性能及指标；Al_xGa_yIn_(1-x-y)N中虽然三种组分均为纤锌矿，但是缺少与之相匹配的同质衬底，对异质外延以及缓冲层技术提出了更苛刻的要求，并且AI原子表面迁移率较低，高AI组分的固溶体很容易出现位错，而且要求生长温度高于1350℃来保持结晶质量。

而β-Ga₂O₃作为一种4.2-4.9eV可调宽带隙材料，波长恰好对应日盲波段，有较大的饱和电场，抗辐射能力强，结构组分简单，还有较大的巴利加优值，是理想的日盲紫外探测器候选材料。

目前β-Ga₂O₃薄膜材料的生长主要依赖于MOCVD以及MBE，极大提高了其成本，找到低成本、高质量单晶的β-Ga₂O₃生长方法极为关键。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种氧化镓微米线制备方法、日盲紫外探测器及其制备方法，本发明通过改良石英舟，通过大小舟体相结合，取消了传统的镀金衬底盖片，将源材料的中间产物较大程度地保留，避免因为温差而逸散出反应区，从而得到较大产量较高质量的微米线。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供一种氧化镓微米线制备方法，包括以下步骤：

S1、将β-Ga₂O₃粉末与碳粉末按照预设比例混合研磨后得到混合原料粉末；

S2、将原料粉末放置在组合石英舟内，并将组合石英舟放入炉管中，通入Ar气后开始升温直至达到预设生长温度；

S3、向组合石英舟通入Ar气和O₂气的混合气体开始氧化还原反应；

S4、经预设时间氧化还原反应结束，自然冷却后得到氧化镓微米线。

优选地，步骤S1中β-Ga₂O₃粉末与碳粉末的质量比例为：1:0.5～1:2；研磨时间为0.25h～4h。

优选地，步骤S1中β-Ga₂O₃粉末与碳粉末的质量比例为：1:0.7～1:1.5；研磨时间为0.5h～3h。