一种具有核壳结构的GaN纳米线Ga2O3@Pt量子点及其制备方法和应用

本发明属于光电探测器，具体涉及一种具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点及其制备方法和应用。

背景技术：

1、光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的器件，广泛应用于光通信、摄像、光谱分析、遥感等领域。其中紫外光电探测器是一种专门设计用于检测紫外光辐射的光电探测器。它们利用光敏材料，将紫外光转换为电信号，从而实现对紫外光的探测。这些探测器在许多领域中发挥着关键的作用，包括环境监测、医疗应用、通信系统等。

2、紫外光电探测器因为其快速响应度、高量子效率以及对紫外光的高灵敏度，在许多领域中发挥着关键作用，其高灵敏度和快速响应速度使其成为各种应用中不可或缺的组件。其中调控载流子的输运行为是提高紫外光电化学探测器性能的重要手段之一。但是光激发的载流子很难直接到达反应位点，极大限制了光电化学探测器的响应度。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：所述核壳结构以pt为核，外层包覆有ga2o3；

5、其中，所述ga2o3的上表层作为分子筛，下表层作为空穴阻挡层。

6、本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法。

7、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：利用浸渍还原和光沉积两步法修饰贵金属pt，包括，

8、浸渍还原：gan纳米线样品浸入前驱体溶液a中，加热后取出，用n2吹干后，接着退火；

9、光沉积：纳米线样品浸入前驱体溶液b中，光沉积pt后，用乙醇和去离子水洗涤，最后用n2气体干燥，即可得到gan纳米线ga2o3@pt量子点核壳结构。

10、作为本发明所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法一种优选方案，其中：所述前驱体溶液a为h2ptcl6水溶液和去离子水的混合溶液，其中，h2ptcl6溶液和去离子水的体积比例为1∶250。

11、作为本发明所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法一种优选方案，其中：所述加热，其中，加热温度为160～200℃，加热时间为35～45min。

12、作为本发明所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法一种优选方案，其中：所述退火温度为550～650℃，退火时间为35～45min。

13、作为本发明所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法一种优选方案，其中：所述前驱体溶液b为h2ptcl6水溶液、甲醇和去离子水混合溶液，其中，h2ptcl6水溶液、甲醇和去离子水的体积比例为3∶200∶8000。

14、作为本发明所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法一种优选方案，其中：所述h2ptcl6溶液的浓度为25～30mg/ml。

15、作为本发明所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法一种优选方案，其中：所述前驱体溶液a中的h2ptcl6水溶液为40μl，前驱体溶液b中的h2ptcl6水溶液为5μl。

16、作为本发明所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法一种优选方案，其中：所述光沉积过程在汞灯照射下进行，时间为20～30min。

17、本发明的再一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点在pec光探测上的应用。

18、本发明有益效果：

19、本发明提出了一种gan(氮化镓)纳米线ga2o3@pt量子点核壳结构，利用浸渍还原和光沉积两步法修饰贵金属pt。ga2o3作为表层包覆在pt上，可以有效的抑制副反应所带来的负面影响，而pt金属颗粒下的表面形成的异质结构中的ga2o3层，可以作为空穴阻挡层，有效提升光生载流子的分离效率。

20、本发明通过等离子体辅助分子束外延(mbe)技术，可以实现在si衬底上生长gan纳米线阵列，沉积pt的技术。该结构可以有效提升器件的响应速度和外量子效率。

技术特征：

1.一种具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点，其特征在于：所述核壳结构以pt为核，外层包覆有ga2o3；

2.如权利要求1所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：利用浸渍还原和光沉积两步法修饰贵金属pt，包括，

3.如权利要求2所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：所述前驱体溶液a为h2ptcl6水溶液和去离子水的混合溶液，其中，h2ptcl6溶液和去离子水的体积比例为1∶250。

4.如权利要求2所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：所述加热，其中，加热温度为160～200℃，加热时间为35～45min。

5.如权利要求2所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：所述退火温度为550～650℃，退火时间为35～45min。

6.如权利要求2所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：所述前驱体溶液b为h2ptcl6水溶液、甲醇和去离子水混合溶液，其中，h2ptcl6水溶液、甲醇和去离子水的体积比例为3∶200∶8000。

7.如权利要求3或6所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：所述h2ptcl6溶液的浓度为25～30mg/ml。

8.如权利要求2所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：所述前驱体溶液a中的h2ptcl6水溶液为40μl，前驱体溶液b中的h2ptcl6水溶液为5μl。

9.如权利要求2所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点的制备方法，其特征在于：所述光沉积过程在汞灯照射下进行，时间为20～30min。

10.一种如权利要求1～9所述的具有核壳结构的gan纳米线ga2o3@pt量子点在pec光探测上的应用。

技术总结
本发明提出了一种GaN纳米线Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;@Pt量子点核壳结构，该结构通过利用浸渍还原和光沉积两步法修饰贵金属Pt。Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;作为表层包覆在Pt上，可以有效的抑制副反应所带来的负面影响，而Pt金属颗粒下的表面形成的异质结构中的Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;层，可以作为空穴阻挡层，有效提升光生载流子的分离效率。另外通过等离子体辅助分子束外延(MBE)技术，可以实现在Si衬底上生长GaN纳米线阵列。

技术研发人员：薛俊俊,袁知渊,高竹君,汪金,智婷
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7