一种利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ‑Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法。其步骤包括：通过在Si/SiO2衬底上沉积与现今硅基微电子工艺相兼容的Pd等高熔点金属催化剂薄膜，通过实现气固固生长模式控制Ⅲ‑Ⅴ族半导体纳米线的生长方向。所得的纳米线不仅生长方向可控，其长度长、直径波动范围小、晶体质量高、载流子迁移率达理论极限。

A Method for Controlling the Growth Direction of High Performance III-V Semiconductor Nanowires Using Gas-Solid Growth Mode

【技术实现步骤摘要】
一种利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法
本专利技术涉及一种利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的技术，属于一维纳米线的可控生长

技术介绍
Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线由于其独特的物理化学特性，已经成为了下一代高性能微电子光电器件研究领域的热点。在众多的光电器件研究领域，载流子迁移率是最重要的本征参数之一。半导体纳米线的迁移率与多种因素有关，例如纳米线的生长方向、结晶质量及表面态等。因为相异的极性、载流子有效质量及载流子平均自由时间等，不同生长方向的纳米线其载流子迁移率不同。控制高迁移率的生长方向是Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线研究的难点。目前，纳米线的生长模式主要有两种，气液固生长模式和气固固生长模式。在气液固生长模式中，生长纳米线的催化剂熔点低于纳米线生长的温度，其一直处于液体状态，无优选的最低能量晶面，随机外延纳米线，从而导致纳米线生长方向不可控。然而在气固固生长模式中，高熔点金属催化剂一直以固态晶体存在，通过调控其最低能量晶面，可方向选择性外延纳米线，控制纳米线的生长方向。可以看出，实现气固固生长模式的关键在于选择合适的金属催化剂。专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ‑Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，包括步骤如下：提供衬底，所述衬底上沉积高熔点金属催化剂薄膜，以及；在保护气存在下，提供Ⅲ‑Ⅴ族半导体源材料，在生长温度条件下，生长纳米线。

【技术特征摘要】
1.一种利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，包括步骤如下：提供衬底，所述衬底上沉积高熔点金属催化剂薄膜，以及；在保护气存在下，提供Ⅲ-Ⅴ族半导体源材料，在生长温度条件下，生长纳米线。2.根据权利要求1所述的利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，其特征在于，所述的衬底为Si/SiO2衬底。3.根据权利要求1所述的利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，其特征在于，所述的高熔点金属催化剂薄膜为Pd、Ni、Cu，优选的金属催化剂薄膜厚度为0.5nm或1nm。4.根据权利要求1所述的利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，其特征在于，所用Ⅲ-Ⅴ族半导体源材料包括GaSb或InP，优选粉末状态，纯度为99.999％，粒径小于100目。5.根据权利要求1所述的利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，其特征在于，所述的保护气为H2，纯度为99.999％。6.根据权利要求1所述的利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，其特征在于，所述纳米线生长机理为气固固生长机理。7.根据权利要求1所述的利用气固固生长模式控制高性能Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线生长方向的方法，其特征在于，Ⅲ-Ⅴ族源材料蒸发温度范围为690-800℃，衬底纳米线生长温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨再兴，郭亚楠，孙嘉敏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37