用于制备多孔模板的衬底制造技术

本实用新型专利技术公开了用于制备多孔模板的衬底，依次包括基板、金属钛薄膜、多孔氮化钛薄膜。所述多孔氮化钛薄膜为由金属钛薄膜表面产生氮化反应开裂形成的成多孔氮化钛薄膜。所述金属钛薄膜的厚度为1‑12nm。本实用新型专利技术的模板的尺寸取决于衬底本身而不受制于制备方法，更加适用于大尺寸工业生产需求。

【技术实现步骤摘要】
用于制备多孔模板的衬底
本技术涉及多孔模板制备领域，特别涉及一种用于制备多孔模板的衬底。
技术介绍
纳米线、纳米柱、纳米管等一维纳米结构是目前纳米科技与凝聚态物理研究中当之无愧的热点课题，量子尺寸效应赋予了该结构很多体材料所无法比拟的优越物理性能，也使一维纳米结构在构造如激光器、自旋电子器件与量子计算机等纳米尺度元器件上有着极为广泛的应用。尤其是以III族氮化物纳米线为代表的半导体一维纳米结构，不仅可以用于在单一纳米线上制备具有复杂功能的纳米基件，还能用来连接各种纳米器件，有希望实现真正意义上的纳米集成。目前一维纳米结构的制备方法主要分为模板法与催化剂法，其中，催化剂法生长一维纳米结构由于存在取向性较差、纳米结构顶部常存在催化剂液滴难以去除、难以生长功能结等原因而难以实现使用，目前更有可能实现实用性应用的便是模板法。传统的模板法使用的模板多为使用光刻或电化学合成等方法制备而成，生长而成的一维纳米结构多具有高度均一的尺寸与取向性。然而上述方法需要在外延生长之前对衬底进行复杂的预处理，并且使用模板受制备时的工艺条件等影响显著，存在或多或少的成本、尺寸、工艺不稳定等限制。这是进一步实现III族氮化物以为纳米器件的进一步成果转化必须解决的问题之一。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本技术的目的在于提供一种用于制备多孔模板的衬底，在该衬底上制备多孔模板，模板的尺寸取决于衬底本身而不受制于制备方法，更加适用于大尺寸工业生产需求。本技术的目的通过以下技术方案实现：用于制备多孔模板的衬底，依次包括基板、金属钛薄膜、多孔氮化钛薄膜。所述多孔氮化钛薄膜为由金属钛薄膜表面产生氮化反应开裂形成的多孔氮化钛薄膜。所述金属钛薄膜的厚度为1-12nm。所述多孔氮化钛薄膜的厚度为3-15nm。所述多孔氮化钛薄膜的孔径在3-10nm之间。一种用于制备多孔模板的衬底制备方法，包括以下制备方法：(1)在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板；(2)将镀钛基板转移到金属有机物化学气相沉积生长设备中；(3)在氢气气氛中对镀钛基板在600-680℃保温预烘烤3-10min；(4)通入NH3和H2混合气体，在600-680℃温度条件下进行对镀钛基板进行氮化3～15min，金属钛薄膜表面由于氮化反应开裂成的多孔氮化钛薄膜。步骤(1)所述在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板，具体为：在室温条件下，利用机械泵和分子泵两级泵将磁控溅射镀膜设备的反应室真空度抽至5×10-4Pa以下，待真空稳定后，向真空室中通入10-20sccm的纯Ar气并调节气压至0.5-1.0Pa，调节溅射功率至75-90W，预溅射2-5min之后，在衬底上沉积1-12nm的Ti金属薄膜。步骤(3)所述在氢气气氛中对镀钛基板在600-680℃保温预烘烤3-10min，具体为：在H2流量450-500sccm的气氛中将镀钛基板升温至600-680℃，保温烘烤3-10min。步骤(4)所述通入NH3和H2混合气体，具体为：按NH3：H2流量比为100～300通入NH3和H2混合气体。与现有技术相比，本技术具有以下优点和有益效果：本技术的用于制备多孔模板的衬底，在该衬底上制备多孔模板，模板的尺寸取决于衬底本身而不受制于制备方法，更加适用于大尺寸工业生产需求。本技术能通过不同衬底的选择应用于极性/非极性III族氮化物一维纳米结构的生长，提高其取向均一性，为其应用奠定基础。附图说明图1为本技术的实施例1的用于制备多孔模板的衬底的示意图。具体实施方式下面结合实施例，对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1本实施例的用于制备多孔模板的衬底制备方法，包括以下制备方法：(1)在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板：在室温条件下，利用机械泵和分子泵两级泵将反应室真空度抽至5×10-4Pa以下，待真空稳定后，向真空室中通入20sccm的纯Ar气并调节气压至0.8Pa，调节溅射功率至80W，预溅射3min之后，在衬底上沉积12nm的Ti金属薄膜。(2)将镀钛基板转移到金属有机物化学气相沉积生长设备中：(3)在H2流量500sccm的气氛中将镀钛基板升温至650℃，保温烘烤5min；(4)通入NH3和H2混合气体，在650℃温度条件下进行对镀钛基板进行氮化15min，金属钛薄膜表面由于氮化反应开裂成的多孔氮化钛薄膜。(5)在金属有机物化学气相沉积生长设备中进行III族氮化物一维纳米结构生长。本实施例制备得到的用于制备多孔模板的衬底如图1所示，依次包括基板1、金属钛薄膜2，多孔氮化钛薄膜3。实施例2本实施例的用于制备多孔模板的衬底制备方法，包括以下制备方法：(1)在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板：在室温条件下，利用机械泵和分子泵两级泵将反应室真空度抽至5×10-4Pa以下，待真空稳定后，向真空室中通入10sccm的纯Ar气并调节气压至0.5Pa，调节溅射功率至75W，预溅射2min之后，在衬底上沉积1nm的Ti金属薄膜。(2)将镀钛基板转移到金属有机物化学气相沉积生长设备中：(3)在H2流量450sccm的气氛中将镀钛基板升温至600℃，保温烘烤3min；(4)通入NH3和H2混合气体，在600℃温度条件下进行对镀钛基板进行氮化15min，金属钛薄膜表面由于氮化反应开裂成的多孔氮化钛薄膜。(5)在金属有机物化学气相沉积生长设备中进行III族氮化物一维纳米结构生长。实施例3本实施例的用于制备多孔模板的衬底制备方法，包括以下制备方法：(1)在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板：在室温条件下，利用机械泵和分子泵两级泵将反应室真空度抽至5×10-4Pa以下，待真空稳定后，向真空室中通入20sccm的纯Ar气并调节气压至1.0Pa，调节溅射功率至90W，预溅射5min之后，在衬底上沉积12nm的Ti金属薄膜。(2)将镀钛基板转移到金属有机物化学气相沉积生长设备中：(3)在H2流量500sccm的气氛中将镀钛基板升温至680℃，保温烘烤10min；(4)通入NH3和H2混合气体，在680℃温度条件下进行对镀钛基板进行氮化15min，金属钛薄膜表面由于氮化反应开裂成的多孔氮化钛薄膜。(5)在金属有机物化学气相沉积生长设备中进行III族氮化物一维纳米结构生长。上述实施例为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制备多孔模板的衬底，其特征在于，依次包括基板、金属钛薄膜、多孔氮化钛薄膜。

【技术特征摘要】
1.用于制备多孔模板的衬底，其特征在于，依次包括基板、金属钛薄膜、多孔氮化钛薄膜。2.根据权利要求1所述的用于制备多孔模板的衬底，其特征在于，所述多孔氮化钛薄膜为由金属钛薄膜表面产生氮化反应开裂形成的多孔氮化钛薄膜。3.根据权利要求1所述的用于制备多孔模板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，李筱婵，王文樑，郑昱林，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44