[发明专利]一种用于氧化锌纳米线及阵列生长的十字架（+）型激光烧蚀管式炉

摘要

本发明公开了一种用于氧化锌纳米线及阵列生长的激光烧蚀十字架（+）型管式炉，包括靶材控制系统、载气流量控制系统、衬底加热系统、炉体、十字型石英管、真空获得与控制系统。本发明的激光烧蚀十字架（+）型管式炉具有高真空，靶材更换方便，实验方案灵活多变；能够实时掺杂，沉积速率可调等。（1）通过激光烧蚀十字架（+）型管式炉装置，可在蓝宝石衬底上生长高密度（10/μm²）氧化锌纳米线阵列；（2）通过在衬底上生长一层氧化锌缓冲层，用激光烧蚀十字架（+）型管式炉装置生长低密度（0.1/μm²）氧化锌纳米线阵列；（3）在缓冲层上生长的氧化锌纳米线阵列的密度，随着靶材与衬底之间距离的增大而增大。

主权项

一种用于氧化锌纳米线及阵列生长的十字架（+）型激光烧蚀管式炉，包括靶材控制系统、载气流量控制系统、衬底加热系统、炉体、十字型石英管、真空获得与控制系统，其具体工艺步骤如下：选用波长为248nm的脉冲激光，经一个凸透镜聚焦到氧化物靶材上；选用的衬底为蓝宝石、单晶硅及氧化锌缓冲层，靶材为烧结后的氧化物陶瓷片，厚度为10mm‑15mm, 直径为27mm‑30mm；通过控制脉冲激光单脉冲能量100mJ‑700mJ、脉冲频率1Hz‑20Hz,使激光作用于氧化锌靶材上，生长气压80mbar‑350mbar，调控靶材和衬底之间的距离，可以在衬底上得到纳米线阵列；通过高压脉冲激光烧蚀方法，可在蓝宝石衬底上生长高密度（10/μm²）氧化锌纳米线阵列；通过在衬底上生长一层氧化锌缓冲层，用上述高压脉冲激光烧蚀方法生长的氧化锌纳米线密度会大大降低（0.1/μm²）；在缓冲层上生长的氧化锌纳米线阵列的密度，随着靶材与衬底之间距离的增大而增大。