一种多孔氮化镓单晶电极材料及制备方法与应用技术

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，涉及多孔氮化镓单晶电极材料及制备方法与应用。本发明专利技术通过将重Si掺杂的氮化镓单晶进行切割、清洗和刻蚀，得到表面均匀分布六方多孔的氮化镓单晶电极材料。所得材料保留了氮化镓单晶的本征稳定性，有利于多孔氮化镓单晶广泛应用于储能系统，特别是应用于高温/高压/化学恶劣的环境中；其多孔结构有效扩大了其比表面积，暴露更多电化学反应位点，继而能够增加超级电容器比容量；材料中的硅原子掺杂能够增加载流子浓度；其中的垂直孔道结构为其在电化学存储过程中电子或者离子的扩散和转移提供了通道，有效提高了反应动力学，使多孔氮化镓单晶作为电极材料展现了优异的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件，涉及多孔氮化镓单晶电极材料及制备方法与应用。

技术介绍

1、随着化石能源的快速消耗，探索高效和清洁的能源存储和转换装置一直是一个重大的挑战。其中向太阳能、风能和水力发电的过渡对于减少化石燃料使用所产生的温室气体排放至关重要。同时，这将带来巨大的经济机遇。这些清洁和可再生能源技术因为它们不能持续生产能源，所以主要依赖于能源存储解决方案。事实上，能源储存在平衡能源需求和保持稳定的能源输出方面发挥着关键作用。近年来，锂离子电池、固态锂电池、超级电容器等电化学储能器件得到了广泛的研究。与电池相比，超级电容器具有优越的循环性能和快速充放电特性，在智能电网组装、电动汽车、应急电源和精密仪器的电子配件等方面具有广泛的应用前景。开发这些储能装置的主要途径是发现性能改进的电极和电解质材料。大量的材料已经被开发为超级电容器的电极材料，但最终根据充放电机制可以分为两大类：赝电容材料和电双层电容材料。赝电容材料通过氧化还原反应储存电荷，然而，大多数赝电容和电池型材料(如金属氧化物、氢氧化物和硫化物)的导电性较差和严重的结构不稳定，如粒子聚集、体积膨胀和结本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中重Si掺杂的氮化镓单晶为通过HVPE法生长得到的尺寸2-4英寸，厚度200-500μm的晶圆。

3.根据权利要求2所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中HVPE法生长的重Si掺杂的氮化镓单晶的硅掺杂浓度为1×1018-1×1020。

4.根据权利要求1所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述切割为单线切割或激光切割，切割后氮化...

【技术特征摘要】

1.一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中重si掺杂的氮化镓单晶为通过hvpe法生长得到的尺寸2-4英寸，厚度200-500μm的晶圆。

3.根据权利要求2所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中hvpe法生长的重si掺杂的氮化镓单晶的硅掺杂浓度为1×1018-1×1020。

4.根据权利要求1所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述切割为单线切割或激光切割，切割后氮化镓单晶的尺寸为10×15mm。

5.根据权利要求1所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中分别用丙酮、乙醇和去离子水对氮化镓单晶进行清洗，清洗时间依次进行30min。

6.根据权利要求1所述的一种多孔氮化镓单晶电极材料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，吕松阳，王守志，俞娇仙，王国栋，徐现刚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：