一种氧化镓相结纳米柱阵列及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化镓相结纳米柱阵列及其制备方法，包括衬底，位于衬底上的Ga2O3籽晶层，位于Ga2O3籽晶层背离衬底层方向的有序的Ga2O3相结纳米柱阵列，所述Ga2O3纳米柱阵列由α‑Ga2O3和β‑Ga2O3构成相异质结构成。本发明专利技术通过在衬底上覆盖一层氧化镓籽晶层，利用水热法在籽晶层上生长GaOOH纳米柱阵列，并进行400℃脱水形成α‑Ga2O3纳米柱阵列，通过高温快速退火处理的方式在α‑Ga2O3纳米柱的周围形成一层β‑Ga2O3，获得α‑Ga2O3/β‑Ga2O3相结纳米柱阵列。本发明专利技术的制备方法操作简单、成本低、重复性好，纳米柱阵列分布均匀、直径和长度可控；通过构建α/β‑Ga2O3相结，在界面处形成第二类型的能带排列，能使载流子(电子空穴对)快速、有效的分离，同时纳米柱阵列具有高比表面积的优势，可应用于深紫外光电器件。

A gallium oxide nanocrystalline array and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种氧化镓相结纳米柱阵列及其制备方法
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种氧化镓相结纳米柱阵列及其制备方法。技术背景半导体材料不同晶体结构的导带和价带位置会有所不同，若其中一相的导带与价带位置均比另一相要高，就会在半导体材料的界面处形成第二类型的能带排列，能使载流子(电子空穴对)在界面处发生分离，电子流向能量低的一侧，空穴迁移至能量高的一侧，使电子空穴对实现快速、有效地分离，其在光电器件、光催化和光电化学分解水中展现出巨大的应用前景。氧化镓是一种n型的直接带隙的宽禁带半导体材料，其带隙约为4.9eV，具有高的化学稳定性和热稳定性，在日盲紫外光电探测器、气体传感器、光催化、太阳能电池等领域具有广泛的应用。氧化镓(Ga2O3)有六种同分异构体，分别为α，β，γ，ε，κ和δ相，1)、α-Ga2O3属于三方晶系(Trigonal)，空间群为R-3c，晶格常数为α＝β＝90°，γ＝120°，为刚玉结构，α-Ga2O3带隙较其它相要稍大；2)、β-Ga2O3属于单斜晶系(Monoclinic)，空间群为C2/m，晶格常数α＝γ＝90°，β＝103.8°，β-Ga2O3的晶体为阴离子密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化镓相结纳米柱阵列，其特征在于，包括衬底，位于衬底上的Ga2O3籽晶层，位于Ga2O3籽晶层背离衬底层方向的有序的Ga2O3相结纳米柱阵列，所述Ga2O3纳米柱阵列由α‑Ga2O3和β‑Ga2O3构成相异质结构成。

【技术特征摘要】
1.一种氧化镓相结纳米柱阵列，其特征在于，包括衬底，位于衬底上的Ga2O3籽晶层，位于Ga2O3籽晶层背离衬底层方向的有序的Ga2O3相结纳米柱阵列，所述Ga2O3纳米柱阵列由α-Ga2O3和β-Ga2O3构成相异质结构成。2.根据权利要求1所述的一种氧化镓相结纳米柱阵列，其特征在于，所述Ga2O3相结纳米柱阵列的Ga2O3相结纳米柱是由α-Ga2O3纳米柱为内核，β-Ga2O3为外壳包裹于α-Ga2O3纳米柱构成；Ga2O3相结纳米柱的直径为40～800nm，Ga2O3相结纳米柱的高度为0.2～20μm。3.根据权利要求1或2所述的一种氧化镓相结纳米柱阵列，其特征在于，所述衬底为FTO导电玻璃。4.一种氧化镓相结纳米柱阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将Ga2O3籽晶层溶液旋涂于衬底表面，烘干，形成覆盖Ga2O3籽晶层的衬底；步骤二，将步骤一所得的覆盖Ga2O3籽晶层的衬底置于Ga(NO3)3生长溶液中，水热反应，形成GaOOH纳米柱阵列；步骤三，将步骤二所得的GaOOH纳米柱阵列于400℃煅烧，得到α-Ga2O3纳米柱阵列；步骤四，将步骤三所得的α-Ga2O3纳米柱阵列高温煅烧，形成α/β-Ga2O3相结纳米柱阵列。5.根据权利要求4所述的一种氧化镓相结纳米柱阵列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭道友，陈凯，樊寅翔，魏亚菊，吴超，时浩泽，王顺利，李培刚，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33