1.Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)样品预处理:将n型4H‑SiC单晶片和p型单晶硅片分别进行表面清洗处理,得到处理
4H‑SiC单晶片和处理单晶硅片;
(2)制备4H‑SiC纳米线阵列:于电解液中对处理4H‑SiC单晶片进行阳极氧化,以生长
4H‑SiC纳米线阵列,随后通入20‑60s的反向直流电压,再通过机械剥离,得到4H‑SiC纳米线阵列;
(3)制备Si纳米线阵列:将处理单晶硅片表面沉积金属纳米颗粒,随后于密封环境下进行刻蚀生长,再进行表面金属离子去除操作,得到Si纳米线阵列;
(4)Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备:将步骤(2)的4H‑SiC纳米线阵列转移到步骤(3)的Si纳米线阵列上,于温度为400‑500℃下,垂直方向上施加50‑100N应力,自然冷却至室温,得到Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列。
2.根据权利要求1所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中n型4H‑SiC单晶片的表面清洗处理方法为:将n型4H‑SiC单晶片依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗,随后置于氢氟酸和乙醇的混合溶液中浸泡,再经真空干燥后、氮气保护,得到处理4H‑SiC单晶片。
3.根据权利要求1所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中p型单晶硅片的表面清洗处理方法为:将p型单晶硅片依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗,随后置于浓硫酸和H2O2的混合溶液中浸泡,再置于HF溶液中浸泡以去除表面氧化物,得到处理单晶硅片。
4.根据权利要求1所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)的电解液由氢氟酸溶液、乙醇溶液和过氧化氢组成,氢氟酸溶液的体积分数为
40%,乙醇溶液的体积分数为99%,过氧化氢的体积分数为30%,三者的体积比为2‑7:6:1。
5.根据权利要求1所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)阳极氧化的方法为:将脉冲电源的占空比调节为30‑50%,将电压固定为15V,周期均为0.8ms,反应时间为6‑10min。
6.根据权利要求1所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中金属纳米颗粒为Ag纳米颗粒,沉积的方法为:将去除表面氧化物的处理单晶硅片放入硝酸银与氢氟酸混合溶液中沉积银纳米颗粒,沉积时间为60‑120s;
其中,硝酸银与氢氟酸摩尔比为0.01‑0.05:4.6。
7.根据权利要求1所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)密封环境下刻蚀生长的方法为:在室温下,将已沉积金属纳米颗粒的单晶硅片样品放入HF和H2O2混合溶液中,并密封进行Si纳米线阵列的刻蚀,其中HF和H2O2的体积分数分别为8‑12%和1‑2%,刻蚀时间为40‑50min。
8.根据权利要求1所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)表面金属离子去除的方法为:将刻蚀后的单晶硅片放入去除剂中浸泡100‑
140min,其中,浓度为6.5‑7.5mol/L的硝酸溶液作为去除剂。
9.一种权利要求1‑8任一项所述制备方法制得的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列,所述Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列中,4H‑SiC纳米线阵列厚度为10‑50μm,Si纳米线阵列厚度为10‑50μm,单晶硅衬底的厚度为200‑400μm。
10.一种权利要求9所述的Si纳米线阵列‑4H‑SiC纳米线阵列在制备紫外光电探测器中的应用,其特征在于,所述紫外光电探测器按照如下步骤制备:于4H‑SiC纳米线阵列上涂覆导电银浆,于单晶硅衬底上涂覆导电银浆或沉积铝薄膜,并作为金属电极,将两金属电极共同连接导线,然后施加60V的电压,利用电流产生的焦耳热进行阵列尖端焊接,焊接时间为30‑60min。