一种氧化锌纳米线阵列结构及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104418380A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.03.18(21)申请号201310400110.2(22)申请日2013.09.05(71)申请人国家纳米科学中心地址100190北京市海淀区中关村北一条11号(72)发明人贺蒙张俊涛李建业(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人王崇刘国平(51)Int.Cl.C01G9/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书6页附图8页(54)发明名称一种氧化锌纳米线阵列结构及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种氧化锌纳米线阵列结构的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将氧化锌、石墨粉和第一掺杂剂的混合物经过研磨后置于管式炉中的石英管中，并向该石英管中通入惰性气体和氧气的混合气体，进行第一次化学气相沉积，在石英管内生长出的掺杂的氧化锌微米带；（2）将石英管内的掺杂的氧化锌微米带转移到硅片上，并将锌粉和第二掺杂剂的混合物经过研磨后置于所述掺杂的氧化锌微米带的上游处，然后一起放入管式炉的石英管中，并向该石英管中通入惰性气体和氧气的混合气体，进行第二次化学气相沉积。根据本发明获得的氧化锌纳米线阵列结构价格便宜，结构优异，尺寸较大；在光电器件制备和集成工艺中具有一定的优势。CN104418380ACN104418380A权利要求书1/1页1.一种氧化锌纳米线阵列结构的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将氧化锌、石墨粉和第一掺杂剂的混合物经过研磨后置于管式炉中的石英管中，并向该石英管中通入惰性气体和氧气的混合气体，进行第一次化学气相沉积，在石英管内生长出掺杂的氧化锌微米带；（2）将石英管内的掺杂的氧化锌微米带转移到硅片上，并将锌粉和第二掺杂剂的混合物经过研磨后置于所述掺杂的氧化锌微米带的上游处，然后一起放入管式炉的石英管中，并向该石英管中通入惰性气体和氧气的混合气体，进行第二次化学气相沉积。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂各自为碱金属氯化物。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述第一掺杂剂为氯化锂；在步骤（2）中，所述第二掺杂剂为氯化钠。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，氧化锌、石墨粉和第一掺杂剂的混合物经过研磨后的颗粒尺寸为1-100微米。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，在步骤（1）中，氧化锌、石墨粉和第一掺杂剂的质量比为1-5：0.1-3：0.1-1，优选为1-3：0.5-1.5：0.2-0.4。6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述第一次化学气相沉积的条件为：反应温度为800-1200℃，升温速度为20-50℃/分，反应时间为3-5小时，反应压力为常压。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述惰性气体的体积流量为50-300sccm，优选为100-200sccm；所述氧气的体积流量为0.5-3sccm，优选为0.5-2sccm。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述锌粉和第二掺杂剂的质量比为5-10：0.1-2，优选为7-9：0.5-1.5；所述锌粉和第二掺杂剂的混合物经过研磨后的颗粒尺寸均为1-100微米。9.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述第二次化学气相沉积的条件为：在真空状态下，反应温度为500-750℃，升温速度为20-50℃/分，反应时间为20-60分钟，反应压力为100-500帕。10.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述惰性气体的体积流量为30-200sccm，优选为50-150sccm；所述氧气的体积流量为0.5-5sccm，优选为1-3sccm。2CN104418380A说明书1/6页一种氧化锌纳米线阵列结构及其制备方法技术领域[0001]本发明属于微纳米材料制备领域，具体地，本发明涉及一种氧化锌纳米线阵列结构及其制备方法。背景技术[0002]氧化锌是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带半导体，其带隙宽度达到3.37电子伏（eV），激子束缚能高达60毫电子伏（meV）。此外，氧化锌还具有显著的压电效应和良好的生物相容性。氧化锌能够形成形貌非常丰富的纳米结构，这些纳米材料还表现出体相氧化锌材料所不具有的独特性能，如量子限域效应、量子隧道效应等，引起了人们的广泛关注，在紫外光探测器、激光器、纳米发电机、热电转换、生物医用、透明导电薄膜等领域有非常广阔的应用前景。[0003]氧化锌纳米线阵列是一种重要的纳米结构，因为其一维纳米线结构可以作为激光器的天然光学谐振腔；其阵列结构可以有效的散射入射光，增加光