一种红光宽带发射纳米晶体阵列的微波溶剂热生长方法

摘要

一种红光宽带发射纳米晶体阵列的微波溶剂热生长方法，采用两步法，即采用磁控溅射先在硅或玻璃衬底上生长晶种层，再采用微波溶剂热法通过改变前驱溶液浓度、生长温度和生长时间控制CaS纳米晶阵列的生长。本发明的优点是：该方法利用磁控溅射将CaS沉积到衬底上，溅射膜与衬底之间的附着性好，膜的厚度可控并且重复性较好，生长的CaS纳米晶阵列具有较高的晶体质量和光学质量；该工艺避免了采用昂贵的金属有机物化学气相沉积工艺生长660纳米AlGaInP/GaAs红光芯片的工艺，降低了660纳米红光光源成本，为植物工厂、垂直种植等生态环境产业提供一种新的高性价比生态植物照明光源。

主权项

一种红光宽带发射纳米晶体阵列的微波溶剂热生长方法，其特征在于：采用两步法，即采用磁控溅射先在硅或玻璃衬底上生长晶种层，再采用微波溶剂热法通过改变前驱溶液浓度、生长温度和生长时间控制CaS纳米晶阵列的生长，具体步骤如下：1）将硅（111）或玻璃衬底分别用丙酮、乙醇超声清洗后，放入2 wt%氢氟酸溶液中去除表面的氧化物，再用去离子水洗涤，在80℃下恒温烘干，然后以CaS为靶材，采用磁控溅射装置在硅（111）或玻璃衬底上生长CaS晶种层，工艺条件是：充入气压为2.8 Pa氩气、溅射电流为4 mA、衬底温度为室温，将生长好的CaS晶种层在高纯氮气气氛中200℃下退火处理15 min，将生长有CaS晶种层的硅（111）或玻璃衬底放在高强度框式反应罐内；2）将纯度为98‑99.9 wt%的下述固体原料CaCl2·2H2O或(CH3COO)2Ca·H2O、Na2S·9H2O或CH4N2S、MgCl2·6H2O 或MnCl2·4H2O和EuCl3·6H2O加入醇类溶剂中混合均匀，得到前驱物溶液，所述CaCl2·2H2O或(CH3COO)2Ca·H2O、Na2S·9H2O或CH4N2S、MgCl2·6H2O 或MnCl2·4H2O和EuCl3·6H2O的用量比按化学元素比Ca1‑a‑b‑cMgaS:bMn,cEu计，其中Mn和Eu离子的化学价为二价，a、b、c为原子摩尔数，0.0≤a≤0.5，0.000≤b<0.005，0.000