[发明专利]一种过渡金属掺杂的In

权利要求书

1.一种过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱，其特征在于，包括衬底和生长在所述衬底上掺杂有过渡金属的In_xGa_1-xN纳米柱，其中0≤x≤1。

2.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱，其特征在于，所述过渡金属为Zn、Co、Ni和Fe中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱，其特征在于，所述过渡金属的掺杂浓度为1.0×10¹⁵~8.81×10¹⁵ cm^-3。

4.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱，其特征在于，所述In_xGa_1-xN纳米柱包括GaN纳米柱、InGaN纳米柱、InN纳米柱、InGaN/GaN核/壳结构纳米柱、InN/InGaN核/壳结构纳米柱中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱，其特征在于，所述In_xGa_1-xN纳米柱的高度为50~2000 nm, 直径为15~500 nm。

6.制备权利要求1-5任一项所述的一种过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用分子束外延生长工艺，控制衬底温度为450~980℃，衬底转速为5-10 r/min，Ga束流等效压强为1.0×10^-8~1.5×10^-7 Torr，In束流等效压强为1.0×10^-8~5×10^-7 Torr，氮气流量为1~5 sccm，等离子体源功率为200-400 W，通过原位体掺杂，改变过渡金属掺杂的温度与时间，在衬底上生长过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述衬底在外延生长前经过如下处理：

（1）衬底的选取：采用Si衬底；

（2）衬底表面处理：将步骤（1）中的Si衬底浸泡在浓度为10~50%的HF中1~2 min，然后用高纯水超声清洗，最后用高纯氮气吹干；

（3）衬底退火处理：将步骤（2）所得Si衬底放入反应室内，在900~1100℃下对Si衬底进行退火处理10~30 min。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂的温度为200-800℃。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂的时间为1~5 h。

10.权利要求1-6任一项所述的一种过渡金属掺杂的In_xGa_1-xN纳米柱在光电解水产氧中的应用。