高纯度高密度单晶氮化硅纳米阵列的制备方法

摘要

本发明涉及一种氮化硅低维纳米材料阵列的制备方法，属于材料制备技术领域。所述材料为高纯度、高密度单晶α-氮化硅纳米线阵列。本发明采用热解有机前驱体方法在镀有金属催化剂的基片上合成氮化硅纳米阵列。所述制备方法包括高含氮量聚硅氮烷的低温交联固化，交联固化后的前驱体在高耐磨器具中的高能球磨粉碎，以及经交联固化和粉碎后的前驱体在保护气氛下的高温热解、蒸发和在镀有金属催化剂薄膜的基片上的沉积等步骤。所述方法，蒸发源组成可控且可调，工艺和设备简单、成本低廉，所得纳米阵列产量大、密度高、纯度高、组成和形貌可控，有望用于制备高质量氮化硅纳米光电子器件。本发明也可用于其他材料纳米阵列的制备和纳米光电子器件开发。

主权项

高纯度高密度单晶氮化硅纳米阵列的制备方法，其特征在于：所述方法通过热解有机前驱体在镀有金属催化剂的基片上合成氮化硅纳米阵列，包括以下步骤：(1)含氮量超过20at％的聚硅氮烷，在高纯氮气、氩气或者氨气气流下，在200‑350℃下交联固化0.5‑2小时，得到半透明的以硅、碳、氮为主的非晶固体；(2)将该半透明的非晶固体在玛瑙容器中捣碎，然后和高耐磨氧化锆磨球混合，在聚氨酯球磨罐中，在高能球磨机上研磨粉碎2‑24小时，得到颗粒直径小于0.2μm粉末；(3)将经球磨的交联固化后的粉末0.5‑5.0克放置在刚玉坩埚底，将镀有催化剂的基片置于坩埚内粉末的上方，在氮气或者氨气保护下，在1100‑1450℃下加热20分钟到5小时，即可在基片上得到高纯度、高密度的单晶氮化硅纳米阵列。