[发明专利]一种单晶AIN纳米锥和纳米片的制备方法

摘要

本发明公布了一种气相传输法制备单晶AlN纳米片和纳米锥的方法，是通过以下工艺过程实现的：将原料Al粉沉积到钼舟中，在硅基片上沉积一薄层铝粉作为生长衬底，并扣置于钼舟中铝源的上方，然后，把钼舟放进长150mm，直径20mm的小石英试管，再把试管置于水平管式炉的反应区。封闭系统后开始抽真空，当系统的真空度低于5帕时，通入氩气对反应系统进行洗气。然后通入氩气和氨气，通过改变氨气和氩气的通气方式，在900℃和850℃的反应温度下，分别得到了单晶纤锌矿结构AlN纳米片和纳米锥。本发明首次在中温区（850-900℃），未使用任何催化剂，直接反应商业铝粉和氨气，实现了AlN纳米片和纳米锥的生长。本方法具有工艺简单，重复性好，生产成本低和易于推广等特点。

主权项

一种单晶AIN纳米锥和纳米片的制备方法，其特征在于包括下述工艺步骤：①在硅基片上沉积一薄层铝粉：用去离子水或乙醇对硅基片进行超声清洗，把铝粉放入装有乙醇的烧杯中进行超声振荡15‑30分钟，然后将硅基片放入烧杯里，自然风干后得到沉积一薄层铝粉的硅基片；②将0.3 g纯度为99.999%的商业Al粉均匀平铺到自制钼舟中，沉积有铝粉的硅片作生长衬底扣置于钼舟的正上方5~6 mm处，沉积的铝层朝下，将钼舟放入石英试管中，再将装有钼舟的石英试管置于水平石英管式炉的反应区，密闭真空系统后开始抽真空，当真空系统的真空度低于≤5帕时，通入流量为500 sccm氩气对系统进行洗气，20分钟后关闭氩气流量，对系统进行加热，升温速率为80‑85℃/min，当炉温达到850℃时通入流量为100 sccm的氨气和氩气，当温度达到900℃时氨气和氩气流量为50sccm，保持1.5‑2小时，最后停止加热，当温度降至680℃时关闭氨气流量，同时在氩气的保护气氛下自然冷却到室温；冷却后取出硅片，在硅片的沉积表面收集到淡黄色的物质，在钼舟表面收集到灰白色的物质，即得。