蒸發溫度，并用兩路氣管來分別輸送反應氣體氨氣和載流氣體氬氣，從而使生 長條件匹配而制得單晶的Al xGapxN納米線結構。
[0036] (3)本發明所述制備方法可通過改變前驅物AlCldP GaCl 3的蒸發溫度來調變 AlCljP GaCl 3的蒸氣分壓，可以成功地實現Al xGai_xN納米線陣列的組分調變。
[0037] (4)本發明所制得的AlxGahN納米線陣列密度均一，長度統一，尺寸在800nm左 右。由于其具有大的長徑比和適中的密度，在場發射中有潛在的應用價值。
[0038] (5)本發明所制得的AlxGa1J納米線陣列具有優異的場發射性能，隨著Al含量從 0. 73到0. 14的變化，其開啟電場從2. 3V/ μ m降低到I. 7V/ μ m，閾值電場從3. 2V/ μ m減 小到2.2V/μπι。與硬質襯底上的三元氮化物納米結構的場發射性能相比（如南京大學在 Si襯底上制備得到的AlxGapxN納米錐陣列的開啟和閾值電場分別在7. 35-16. 5V/ym和 13. 89-30V/ μ m，北京工業大學在Si和金屬襯底上制備得到的混合相的AlxGapxN納米薄膜 的開啟電場（定義為1 μ A/cm2)為I. 2V/ μπι)，本發明所制得的AlxGa1=N納米線作為低維 AlxGapxN柔性場發射陰極材料的場發射性能有了大大的提高，可拓展應用于柔性場發射器 件的研制。
[0039] (6)本發明提供的方法可以拓展到其它二元或多元組分氮化物納米材料或其它柔 性襯底。根據實驗要求選擇合適的前驅物和溫度，利用類似的方法在不同柔性襯底上合成 其它二元或多元組分氮化物一維納米材料。
[0040] (7)本發明所提供的制備方法操作簡單、制備時間短、成本低、無催化劑、無污染， 適合大規模生產。
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發明所述AlxGa1J納米線陣列制備所用裝置的示意圖；
[0042] 圖2為本發明實施例1制得的AlxGai_xN(x = 0. 32)納米線陣列的低倍SEM圖，內 插圖為AlxGa1J(X = 0. 32)納米線樣品彎曲后的外形圖；
[0043] 圖3為本發明實施例1制得的AlxGa1J (X = 0. 32)納米線陣列的高倍SEM圖；
[0044] 圖4為本發明實施例1制得的AlxGa1J (X = 0. 32)納米線陣列的XRD圖；
[0045] 圖5為本發明實施例1制得的AlxGa1J (X = 0. 32)納米線陣列的EDS圖；
[0046] 圖6本發明實施例1單根的AlxGa1J (X = 0. 32)納米線的低倍TEM圖；
[0047] 圖7本發明實施例1單根的AlxGa1J (X = 0. 32)納米線的高倍TEM(HRTEM)圖；
[0048] 圖8本發明實施例1單根的AlxGa1J (X = 0. 32)納米線的SAED圖；
[0049] 圖9中（a)為本發明實施例1單根AlxGa1J^x = 0. 32)納米線的高角度環形暗場 掃描透射電鏡（HAADF-STEM)圖，（b)為本發明實施例l單根AlxGa 1_xN(X = 0.32)納米線沿 軸向的元素線分布圖，（c)為本發明實施例1單根AlxGahNU = 0. 32)納米線沿徑向的元 素線分布圖；
[0050] 圖10為本發明實施例2制得的AlxGai_xN( X = 0. 73)納米線陣列的高倍SEM圖；
[0051] 圖11為本發明實施例2制得的AlxGai_xN(x = 0. 73)納米線陣列的EDS圖；
[0052] 圖12為本發明實施例3制得的AlxGai_xN(x = 0. 14)納米線陣列的高倍SEM圖；
[0053] 圖13為本發明實施例3制得的AlxGai_xN(x = 0. 14)納米線陣列的EDS圖；
[0054] 圖14為對比例中在Si片上制得的AlxGa1J(X = 0. 72)納米線陣列的高倍SEM 圖；
[0055] 圖15為本發明實施例1?3與對比例制得的AlxGa1J納米線陣列的場發射性能 圖。
【具體實施方式】
[0056] 下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限 于此。
[0057] 實施例I
[0058] -種AlxGa1J納米線陣列，采用化學氣相沉積法，以碳布為柔性襯底，AlCl 3為鋁 源，GaCl3為鎵源，與氮源氨氣反應，制備而成。其制備是在四溫區水平管式爐中進行，裝置 示意圖如圖1所示，具體包括如下制備步驟：
[0059] (1)選擇不含有催化劑及種子層的碳布，碳布大小為IcmX 4cm，將碳布在酒精溶 液中浸漬10分鐘，隨后用去離子水沖洗3次，最后在KKTC的烘箱中保溫1小時烘干備用；
[0060] (2)將0. 4克八1(：13與0. 4克GaCl 3分別放置在兩個石英舟中；
[0061] (3)四溫區水平管式爐以靠近出氣端的三段溫區按照氣流方向依次設定為第一溫 區、鎵源溫區、鋁源溫區以及沉積區；將裝有GaCl 3的石英舟放置于鎵源溫區，將裝有AlCl 3 的石英舟放置于鋁源溫區，將碳布放置于沉積區；在加熱升溫前先用機械泵反復多次抽真 空并用Ar氣沖洗，以除去反應裝置中殘余的氧氣和水；在200mL/min的Ar氣保護下以 15°C /min的升溫速率將沉積區升溫至550°C，此時通入30mL/min的NH3，鎵源溫區、鋁源 溫區也開始加熱，鋁源溫區的目標溫度為280°C，鎵源溫區的目標溫度為180°C，沉積區的 目標溫度為850°C，三個溫區同時升至設定目標溫度值；AlCl 3蒸氣和GaCl 3蒸氣被Ar氣輸 送到沉積區與反應氣體NH3反應，反應時間為2小時，在碳布上得到大面積準定向生長的 AlxGai_xN(x = 0. 32)納米線陣列，反應結束后在Ar氣保護下冷卻至室溫。
[0062] 制得的AlxGa1J(X = 0. 32)納米線陣列的低倍SEM圖如圖2所示，從圖2可以看 出制備得到了大面積的納米結構；圖2左下角插圖為在碳布襯底上制備的Al xGapxN納米結 構承受大彎曲變形后的形狀，表明其具有良好的柔韌性。
[0063] 制得的AlxGai_xN(x = 0. 32)納米線陣列的高倍SEM圖如圖3所示，由圖3可以看 出所得AlxGapxN(X = 0. 32)納米線樣品為表面光潔、六方平頂的六棱柱結構，其頂端直徑約 為80nm，長度為800nm。
[0064] 制得的AlxGa1J (X = 0. 32)納米線陣列的XRD圖以及AlN和GaN標準卡片圖如圖 4所示，圖4表明制備得到是單一晶相的六方纖鋅礦結構，沿c軸方向擇優生長。
[0065] 制得的AlxGa1J(X = 0. 32)納米線陣列的EDS圖如圖5所示，從圖5可以看出制 備得到的AlxGapxN(X = 0. 32)納米線陣列樣品主要含有Al、Ga、N三種元素，可以確定Al的 含量是0. 32,少量的O來自于樣品表面在存貯及測試過程中被氧化，Cl來自于樣品在冷卻 過程中的殘余Cl元素。
[0066] 制得的單根AlxGa^xN(X = 0. 32)納米線的低倍TEM圖如圖6所示，單根AlxGa^xN(X =0. 32)納米線的高倍TEM (HRTEM)圖如圖7所示，單根AlxGapxN (X = 0. 32)納米線的 SAED圖如圖8所示；單根AlxGa1=N(X = 0. 32)納米線的高角度環形暗場掃描透射電鏡 (HAADF-STEM)圖如圖9中（a)所示，AlxG ai_xN(x = 0. 32)納米線沿軸向的元素線分布圖如 圖9中（b)所示，AlxGai_xN( X = 0. 32)納米線沿徑向的元素線分布圖如圖9中（c)所示。 圖6?9所示為AlxGapxNU = 0. 32)納米線樣品的晶體結構和元素分析圖，進一步表明制 備得到的樣品是組分均勻、單一晶相、沿c軸方向擇優生長的六方纖鋅礦結構的Al xGa1=N納 米線。
[0067] 實施例2
[0068] -種AlxGa1J納米線陣列，采用與實施例1相同的裝置進行制備，具體包括如下制 備步驟：
[0069] (1)選擇不含有催化劑及種子層的碳布，碳布大小為IcmX 4cm，將碳布在酒精溶 液中浸漬10分鐘，隨后用去離子水沖洗3次，最后在KKTC的烘箱中保溫1小時烘干備用；
[0070] (2)將0. 4克八1(：13與0. 4克GaCl 3分別放置在兩個石英舟中；
[0071] (3)四溫區水平管式爐以靠近出氣端的三段溫區按照氣流方向依次設定為第一溫 區、鎵源溫區、鋁源溫區以及沉積區；將裝有GaCl 3的石英舟放置于鎵源溫區，將裝有AlCl 3 的石英舟放置于鋁源溫區，將碳布放置于沉積區；在加熱升溫前先用機械泵反復多次抽真 空并用Ar氣沖洗，以除去反應裝置中殘余的氧氣和水；在200mL/min的Ar氣保護下以 15°C /min的升溫速率將沉積區升溫至550°C，此時通入30mL/min的NH3，鎵源溫區、鋁源 溫區也開始加熱，鋁源溫區的目標溫度為280°C，鎵源溫區的目標溫度為140°C，沉積區的 目標溫度為850°C，三個溫區同時升至設定目標溫度值；AlCl 3蒸氣和GaCl 3蒸氣被Ar氣輸 送到沉積區與反應氣體NH3反應，反應時間為2小時，在碳布上得到大面積準定向生長的 AlxGa1J^x = 0. 73)納米線陣列，反應結束后在Ar氣保護下冷卻至室溫。
[0072] 本實施例主要通過改變源材料AlCljP GaCl 3的蒸發溫度來調控Al