以氧化鋅奈米線為基材之異質接面奈米線結構之製造方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

097147469

專利證號

I 380474

專利獲證名稱

以氧化鋅奈米線為基材之異質接面奈米線結構之製造方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立成功大學

獲證日期

2012/12/21

技術說明

本發明揭示一種整合水熱成長(hydro-thermal growth, HTG) ZnO奈米線(nanowires, NWs)與金屬鍍著技術(包含濺鍍sputter、熱蒸著thermal evaporation、電子束沉積e-beam deposition)，以ZnO奈米線為基材，再將不同金屬、金屬氧化物或半導體材料X(X可為Ni、NiO、SnO、CuYO2(其中Y可為B、Al、Ga或In)、Si與GaN等)沉積於ZnO奈米線表層，製備多種X/ZnO奈米線異質接面結構之製作方法。以實施例而言，於選定之半導體或玻璃或金屬基板上沉積鋅鋁氧化物(AZO)或鋅氧化物（ZnO）作為HTG 成長時所需之晶種層(seed layer)，後於晶種層上以HTG成長氧化鋅之奈米線(ZnO nano-wires, ZnO-NWs)結構。以HTG所成長之ZnO-NWs具均勻性大面積成長及垂直基板方向成長等特性，利於後續鍍著異質金屬或半導體材料，而得一奈米級異質接面結構。於本發明實施例中，係分別利用金屬鎳(Ni)及半導體氧化鎳(NiO)沉積於ZnO-NWs表面，形成一具蕭特基接觸特性之金半異質奈米線結構或異質p-n半導體接面。實驗結果顯示，所製備結構均具有極佳之光電特性。 本發明方法毋需價格高昂之CVD設備且製程簡易。同時，藉調變ZnO奈米線之披覆材料，製備出諸如p-NiO/n-ZnO、p-SnO/n-ZnO、p-Si/n-ZnO或p-GaN/n-ZnO等之奈米線異質接面結構，實現不同程度之異質接面接觸而調變其接面特性。此一以ZnO奈米線為基材之異質接面結構之製作技術，實屬技術上之創新。對於實現一維量子侷限以提升光電元件之效能，有決定性的貢獻。 The present invention discloses a novel technology using hydro-thermal growth (HTG) associated with deposition techniques (e-beam, sputter or thermal evaporator) for the fabrication of nano-hetero-structure based on ZnO nanowires (ZnO-NWs). For demonstration, an aluminum-doped-zinc-oxide (AZO) film or a zinc-oxide (ZnO) film were sputter-deposited on glass substrates to serve as a seed layer for the growth of ZnO-NWs by HTG. Well-ordered and vertical-aligned ZnO-NWs with controllable length have been obtained. For demonstration, Ni/Zn-NWs and NiO/Zn-NWs nano-heterojunctions were prepared by sputtering-deposited Ni and NiO on the top of ZnO-NWs, respectively. Good I-V characteristic and photoresponses have been obtained, indicating the practicability of the technologies revealed in the present invention.In addition, various X/ZnO-NW nano-heterojunction structures (X can be Ni, NiO, SnO, CuYO2, Si, and GaN) can be realized by the technologies unveiled in this invention.

備註

本部(收文號1050039975)同意該校105年6月7日成大研總字第1054500403號函申請終止維護專利55件(成功)

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