一种Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结构及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于催化剂领域，具体公开了一种生长在Si衬底上InGaN纳米柱@Ti‑Ni纳米粒子复合结构及其制备方法与应用。该复合结构包括Si衬底以及生长在Si衬底上的InGaN纳米柱@Ti‑Ni纳米粒子复合材料。本发明专利技术制备的Ti‑Ni双金属纳米结构助催化剂具有更佳的可调性和协同效应，能增强InGaN纳米柱光生载流子分离与转移效率，提高反应活性位点，显著提高InGaN纳米柱的光电转换效率；同时，该制备方法工艺简单、成本低，为其它半导体复合催化材料的制备提供了一种新型的思路。最后，本发明专利技术公开的Si衬底上InGaN纳米柱@Ti‑Ni纳米粒子复合材料，禁带宽度在0.67～3.4eV范围可调，具有较大的比表面积，对太阳光有较强的吸收，适用于光电解水产氢。

【技术实现步骤摘要】
一种Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结构及其制备方法与应用
专利技术属于催化剂领域，特别涉及一种生长在Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结构及其制备方法与应用。
技术介绍
随着时代进步与科技发展，能源已经成为影响人类社会的一个重要因素。目前，煤炭、石油、天然气等传统能源在世界的经济发展中依然占有举足轻重的作用，但是这些资源在地球上的储量却很有限，能源危机已经成为当前人类亟待解决的问题。氢气正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。光电化学(Photoelectrochemical，PEC)分解水制氢能够将太阳能有效地转换和存储为清洁的、可再生的氢能，是目前制备氢气最有前景的手段之一。在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。近年来，InGaN纳米柱在PEC分解水中具有重要的应用前景，主要由于InGaN可实现宽光谱范围内的光电解水；另外InGaN电子迁移率大，导电性强，能有效降低光解水的成本；其次，InGaN纳米柱自身比表面积大，能增强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生长在Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结构，其特征在于：包括Si衬底、生长在Si衬底上的InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种生长在Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结构，其特征在于：包括Si衬底、生长在Si衬底上的InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合材料。


2.根据权利要求1所述生长在Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结构，其特征在于：生长在Si衬底上的InGaN纳米柱的高度为50～2000nm,直径为15～200nm。


3.根据权利要求1所述生长在Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结构，其特征在于：所述InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合材料是一维的InGaN纳米柱表面负载零维Ti-Ni合金纳米粒子的多维复合结构，其中Ti-Ni纳米粒子粒径为10～80nm。


4.一种制备权利要求1-3任一项所述的生长在Si衬底上InGaN纳米柱@Ti-Ni纳米粒子复合结的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)衬底的选择：采用Si衬底，选取Si(111)晶面；并对Si衬底进行退火处理，以获得重构的表面；
(2)Si衬底上InGaN纳米柱的生长：采用分子束外延生长工艺，控制步骤(1)所得衬底的温度为450～980℃，衬底转速为5～10r/min，Ga束流等效压强为1.0×10-8～1.5×10-7Torr，In束流等效压强为1.0×10-8～5×10-7Torr，氮气流量为1～5sccm，等离子体源功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，林静，余粤锋，张志杰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44