[发明专利]一种常压下硅基锗纳米点的制备方法

说明书

本发明公开了一种常压下硅基锗纳米点的制备方法，属于锗纳米点制备技术领域。该制备方法包括清洗硅片；在干燥后的硅片上喷铂金层，将处理好的硅片放到条形容器的一端，另一端放入锗粉，盖上盖子，然后对装有锗粉的一端进行加热，同时向条形容器内通入氩气，氩气自装有锗粉的一端进入条形容器，直至加热结束，经降温后得硅基锗纳米点。本发明的制备方法技术易操作，设备简单，设备价格较低，没有污染物，生长周期短。

技术领域

本发明涉及锗纳米点制备技术领域，具体涉及一种常压下硅基锗纳米点的制备方法。

背景技术

纳米点是指尺寸非常小的晶体结构，由于体积小，电子态开始发生变化，与体材料和量子阱结构相比，纳米点是零维系统，随着尺寸的减小，纳米点的光吸收谱出现蓝移现象，尺寸越小，则谱蓝移现象也越显著，这就是量子化效应。其电子态是完全量子化，类似于单个原子或者原子系统，其系统在任何热效应下都是稳定存在的。随着设备制造尺寸越来越小，人们对纳米制造技术的需求和对量子尺寸也有深刻的理解，人们对零维纳米点结构优异的电学、光学、热学现在已知很多，比如在显示领域上有量子点LED、量子点激光器；在对光吸收的领域上有量子点太阳能电池、量子点光电探测器；在医学领域上有量子点荧光探针等，以及在场效应晶体管、传感器和生物成像等领域广泛应用。

锗是一种重要的半导体材料，直接带隙为0.8eV，间接带隙为0.66eV。与硅相比锗的空穴迁移率比较大，是硅的四倍，电子迁移率是两倍，由于Ge的波尔激子半径(24.3nm)大于Si(4.9nm)，因此锗的纳米点结构量子尺寸效应更加突出，因此人们对锗纳米点在器件领域的应用有了极大的兴趣。

目前锗纳米点的制备方法包括化学气相沉积、分子束外延、激光刻蚀、等离子体技术等，现有的这些技术使用MOCVD(化学气相沉积)、MBE(分子束外延)、ICP(等离子刻蚀机)等设备昂贵，需要时间成本，苛刻的温度和压力，水热化学法合成法试剂难以去除，影响实验测试结果。所以，我们使用常压管式炉直接在硅基上制备锗纳米点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种常压下硅基锗纳米点的制备方法。

本发明提供了一种常压下硅基锗纳米点的制备方法，包括以下步骤：

S1、清洗硅片；

S2、在干燥后的硅片上喷铂金层：

S3、将处理好的硅片放到长条形的容器一端，容器另一端放入锗粉，容器加盖，然后对容器装有锗粉的一端进行加热，同时向容器内通入氩气，氩气自装有锗粉的一端进入容器，直至加热结束，经降温后得硅基锗纳米点。

较佳地，步骤3的加热及降温方法具体是：先从室温升温至800℃-850℃，以每分钟3℃-5℃的上升速率，温度升至800℃-850℃时，保温2h，然后降温至90℃-100℃，降温速率为每分钟3℃-5℃，最后自然降温。

较佳地，硅片用丙酮溶液超声清洗15-20分钟，去除硅片表面有机物，再用去离子水冲洗干净。

较佳地，铂金层厚度为3-4nm。

较佳地，硅片的尺寸为1cm×1cm，锗粉的质量为0.5g-1g。

较佳地，容器为圆底瓷舟。

较佳地，加热在管式炉内进行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的制备方法，该技术易操作，设备简单，成本较低，没有污染物，生长周期短，适用实验室大量生产。

附图说明

图1为本发明的管式炉图的内部结构图

图2为本发明的锗纳米点SEM图；

图3为本发明的锗纳米点EDS图；

图4为本发明的锗纳米点AFM 3D图。