一种单晶α-Si3N4及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种单晶α

【技术实现步骤摘要】
一种单晶
α
‑
Si3N4及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料制备
，具体涉及一种单晶α
‑
Si3N4及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]氮化硅(Si3N4)是一种宽频带隙(5.3eV)半导体，由于高掺杂的Si3N4表现出与III
‑
N族化合物(如GaN和A1N)相似的电学和光学性质被广泛用于生长量子结构以获得蓝色激光器。此外，Si3N4具有高机械强度、高热稳定性和高化学稳定性等优良性能，是一种重要的结构陶瓷材料，这些优异的性能与它的晶体结构密切相关。其中，一维Si3N4纳米材料具有许多新的特性。例如，Si3N4纳米晶须的抗弯强度和弹性模量(高达570GPa)远高于大块材料，在纳米电子器件和光子器件领域有着重要的应用。
[0003]近年来，人们致力于制备各种Si3N4纳米结构，如纳米线、纳米棒和纳米带。根据Si3N4的生长机理(VLS机制、VS机制、SLS机制和SLGS机制)，研究人员提出了多种制备Si3N4纳米结构的方法。
[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶α
‑
Si3N4的制备方法，其特征在于，在真空条件下，利用电子束辐照镀有氮化硼薄膜的硅衬底制备而成。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的真空条件为3～5
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‑4Pa。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的电子束辐照的条件为：将所述的镀有氮化硼薄膜的硅衬底置于电子束蒸镀设备的坩埚中，在辐照电压为74～85keV，辐照束流为15～25mA的条件下对所述的镀有氮化硼薄膜的硅衬底辐照10～120s，待辐照结束后，关闭高压电源，瞬间冷却坩埚。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的镀有氮化硼薄膜的硅衬底通过以下方法制备：(1)将含氧化层的硅衬底用食人鱼溶液进行浸泡清洗12～24h，然后分别用去离子水、无水乙醇、丙酮交替超声清洗后用氮气枪吹扫干净，得到清洗后的硅衬底；(2)将清洗后的硅衬底置于磁控溅射腔室中，采用射频电源，以六方氮化硼为靶材，在背底真空度为1～5
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‑4Pa的环境下，通入氮气和氩气，所述氮气与氩气的流量比为10～40:40，调节气压为0.6～1.5Pa，溅镀氮化硼薄膜的功率为100～180W...

【专利技术属性】
技术研发人员：江南，邱梦婷，袁其龙，崔俊峰，林正得，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：