[发明专利]一种Mn掺杂AlN稀磁半导体纳米棒阵列的制备方法

摘要

本发明公开了一种Mn掺杂AlN稀磁半导体纳米棒阵列的制备方法。本方法采用无催化剂辅助下化学气相沉积法，以无水AlCl3、无水MnCl2和NH3气分别作为Al源、Mn源和N源，在硅衬底上得到了掺杂Mn的AlN纳米棒阵列。所制备的AlN：Mn纳米棒阵列具有室温铁磁性，可以应用于纳米级电子和光电子器件上，也可以应用于以自旋为基础的多功能器件上，因而它具有重要的研究价值和广阔的应用前景。本方法不使用任何催化剂，制备工艺简单，对设备的要求低，易于推广。

主权项

一种Mn掺杂AlN稀磁半导体纳米棒阵列的制备方法：采用无催化剂辅助下化学气相沉积法，其特征在于, 无水AlCl3、无水MnCl2和NH3气分别作为Al源、Mn源和N源，以硅片和石墨纸作为收集产物的衬底，表面没有催化剂；在硅衬底上得到掺杂Mn的AlN纳米棒阵列；具体包括以下步骤：先将盛有无水AlCl3（纯度98%）的坩埚置于水平管式炉的上游距入口10 cm处，盛有无水MnCl2（纯度99.99%）的坩埚放在距Al源坩埚20 cm的下游；二者按照质量比7:1称重；再使用机械泵和扩散泵对系统抽真空，使炉内真空度抽至9×10‑3 Pa以下；然后通入100 cm3/min(sccm)的Ar气并对系统以8 ℃/min的速度开始加热；当温度达到900 ℃时，通入流量为200 sccm的NH3气，反应4小时；最后关掉氨气，保持氩气流量不变，自然冷却至室温，在硅衬底上得到掺杂Mn的AlN纳米棒阵列。