一种大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料及应用制造技术

本发明专利技术属于光电半导体材料技术领域，公开了一种大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料，含有尺寸为5 nm~1500 nm且均匀分布的蠕状结构的孔；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料在三维空间具有刚性的自支撑结构且无需模版支撑；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料兼具纳米单晶骨架以及无序连通的开孔结构；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料为多孔单晶氧化铁薄膜或多孔单晶氧化铁晶体；所述多孔单晶氧化铁薄膜的表面具有多孔单晶氧化铁的(104)晶面、(214)晶面或（110）晶面中的至少一面，所述多孔单晶氧化铁晶体的最大表面具有多孔单晶氧化铁的(104)晶面、(214)晶面或(110)晶面中的至少一面。本发明专利技术的材料能够进一步提升多孔单晶氧化铁作为半导体器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料，具体涉及一种大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料及应用。

技术介绍

1、氧化铁是一种能利用可见光的环境友好、储量丰富且高效的n型半导体材料。由于具有禁带宽度窄、稳定性好、无毒无害、储量丰富、价格低廉等优点，使其成为光电半导体材料研究的热点且在光电半导体以及光电催化领域展现出良好的应用前景。

2、为进一步提升利用氧化铁半导体材料制成的光电半导体器件性能，人们研究了许多方法，如离子掺杂、构建异质结、贵金属沉积、负载助催化剂等来提升氧化铁材料的性能。由于氧化铁较低的量子效率和光转换效率限制了实际应用，而有序多孔光催化剂具有较大的比表面积和丰富的催化活性位点，有利于提高光收集效率和光生载流子的分离，因此构建有序的多孔结构亦是一种有效的改进方法。然而大部分的多孔材料通常是多晶或非晶结构，其晶粒之间存在晶界等缺陷且稳定性低。单晶材料是在三维空间内由原子、离子、分子等组成的具有周期性排列有序重复结构的三维宏观尺寸材料，因具有长程有序的晶格排布、结构清晰、没有晶界、均匀稳定等特征赋予了材料独特的优点。因此，单晶材料在光电半导体、光电催化、热本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料，其特征在于：含有尺寸为5 nm~1500 nm且均匀分布的蠕状结构的孔；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料在三维空间具有刚性的自支撑结构且无需模版支撑；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料兼具纳米单晶骨架以及无序连通的开孔结构；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料为多孔单晶氧化铁薄膜或多孔单晶氧化铁晶体；所述多孔单晶氧化铁薄膜的表面具有多孔单晶氧化铁的(104)晶面、(214)晶面或（110）晶面中的至少一面，所述多孔单晶氧化铁晶体的最大表面具有多孔单晶氧化铁的(104)晶面、(214)晶面或(110)晶面中的至少一面；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材...

【技术特征摘要】

1.一种大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料，其特征在于：含有尺寸为5 nm~1500 nm且均匀分布的蠕状结构的孔；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料在三维空间具有刚性的自支撑结构且无需模版支撑；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料兼具纳米单晶骨架以及无序连通的开孔结构；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料为多孔单晶氧化铁薄膜或多孔单晶氧化铁晶体；所述多孔单晶氧化铁薄膜的表面具有多孔单晶氧化铁的(104)晶面、(214)晶面或（110）晶面中的至少一面，所述多孔单晶氧化铁晶体的最大表面具有多孔单晶氧化铁的(104)晶面、(214)晶面或(110)晶面中的至少一面；所述大尺寸多孔单晶氧化铁半导体材料通过将含铁源的化合物大尺寸无孔单晶体作为单晶衬底置于原料气氛中，在高温下进行分解及置换反应，在特定温度下通过断键除去非铁原子的同时，铁原子和氧原子成键并二次结晶进行延伸生长，得到多孔单晶氧化铁半导体材料；所述含铁源的化合物大尺寸无孔单晶体为碳酸亚铁单晶体或含铁硫族化合物单晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢奎，程方圆，韩梦慧，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：