[发明专利]单晶高Al组分AlxGa1-xN三元合金纳米棒的制备方法

摘要

一种单晶高Al组分Al_xGa_1‑xN三元合金纳米棒的制备方法，首先制备沉积厚度为0.5～1.0mm沉积薄层铝粉的硅基片。再将金属Al粉平铺于反应舟一端，上方放置硅基片，将Ga液滴置于反应舟另一端，将反应装置放入一端开口石英试管中，密闭，抽真空；当真空度≤5Pa，通入氩气，待整个氛围为氩气后，调节氩气流量，加热至900～1000℃时，调节氩气流量为40～60sccm，同时，通入与氩气流量相同流量的氨气，保持1～3h，随炉冷却，得到高Al组分的单晶Al_xGa_1‑xN三元合金纳米棒，Al组分可调范围为0.88≤x≤0.92。该方法工艺简单、重复性好、无相分离、生产成本低、没有添加任何催化剂和模板，易于工业推广应用。

主权项

1. 一种单晶高Al组分Al_xGa_1‑xN三元合金纳米棒的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤1，预沉积薄层铝粉(1)对硅基片进行超声处理，得到超声后的硅基片；将铝粉加入试剂中，进行超声震荡分散均匀，得到超声后的铝粉混合液；(2)将超声后的硅基片放入超声后的铝粉混合液中，自然风干，得到沉积有薄层铝粉的硅基片；其中，薄层铝粉的沉积厚度为0.5~1.0mm；步骤2，制备准备工作将金属Al粉均匀平铺于反应舟一端，将沉积有薄层铝粉的硅基片置于金属Al粉正上方垂直距离为5~6mm处，沉积有薄层铝粉的一面朝上；将Ga液滴置于反应舟另一端，Ga液与沉积有薄层铝粉的硅基片靠近Ga液端的水平距离为2~5mm；其中，按质量比，金属Al粉：Ga=(1~2):1；将整个反应装置按上述方法布置好后，备用；步骤3，抽真空，通氩气(1)将布置好后的反应装置放入一端开口的石英试管中，其中，布置好后的反应装置的轴线和一端开口的石英试管的轴线平行，并且反应舟放入Ga液的一端远离石英试管的开口；(2)将装有反应装置的石英试管置于水平石英管式炉的反应区，密闭，开始抽真空；当水平石英管式炉的真空度≤5Pa，通入氩气，氩气的通入流量为300~700sccm，待整个装置内的氛围为氩气后，调节氩气通入流量为80~150sccm，保持反应体系的腔体压强为常压；步骤4，加热(1)在氩气保护下，对反应系统进行加热，升温速率为10~50℃/min，当反应系统的炉温达到设定温度为900~1000℃时，调节氩气流量为40~60sccm，同时，通入氨气，按流量比，氩气：氨气=1:1，保持1~3h后，停止加热；(2)随炉冷却，当温度降至650~750℃，关闭氨气流量，持续通入氩气，保证氩气氛围，随炉冷却至室温；(3)完全冷却后，取出反应装置，沉积在薄层铝粉硅基片表面上物质即为Al_xGa_1‑xN三元合金纳米棒；制备的Al_xGa_1‑xN三元合金纳米棒为不同Al组分纤锌矿结构Al_xGa_1‑xN三元合金纳米棒，Al组分可调范围为0.88≤x≤0.92。