一种化学气相沉积制备ZnO纳米结构的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102432059A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102432059A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110292468.9(22)申请日2011.09.29(71)申请人新疆大学地址830046新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市胜利路14号(72)发明人吴荣蒋小康简基康任银拴李锦孙言飞(51)Int.Cl.C01G9/03(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种化学气相沉积制备ZnO纳米结构的方法(57)摘要本发明公开了一种化学气相沉积制备ZnO纳米结构的方法，其特征在于通过以下工艺实现：称取一定量的Zn粉（99.9%），置于陶瓷舟内，将陶瓷舟推入内衬有石墨纸的石英管式炉中心；两端密闭，用机械泵抽至0.1Pa,通入氩气洗气30分钟，以10℃/Min的升温速率加热至800℃，同时在氩气管的入口接有一个玻璃瓶（体积2L）,瓶内装有200ml丙酮，氩气在瓶内起泡将丙酮带入石英管与Zn蒸汽反应，氩气流量50sccm,反应2小时，自然冷却至室温；在下游管口处内衬石墨纸上收集样品。本发明的特点在于：工艺简单，无催化剂；产物物相、形貌可控；产量大，成本低，对环境无危害，易于推广。CN1024359ACCNN110243205902432062A权利要求书1/1页1.本发明公开了一种化学气相沉积制备ZnO纳米结构的方法，其特征在于通过以下工艺实现：称取一定量的Zn粉（99.9%），置于陶瓷舟内，将陶瓷舟推入内衬有石墨纸的石英管式炉中心；两端密闭，用机械泵抽至0.1Pa,通入氩气洗气30分钟，以10℃/Min的升温速率加热至800℃，同时在氩气管的入口接有一个玻璃瓶（体积2L）,瓶内装有200ml丙酮，氩气在瓶内起泡将丙酮带入石英管与Zn蒸汽反应，氩气流量50sccm,反应时间2小时，自然冷却至室温；在下游管口处内衬石墨纸上收集样品。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过氩气将丙酮带入反应炉，在石英管中营造一个充满丙酮的反应气氛。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在整个反应过程中氩气流量为50sccm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，石英管式炉中心温度为800℃。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应时间为2小时。2CCNN110243205902432062A说明书1/3页一种化学气相沉积制备ZnO纳米结构的方法技术领域[0001]本发明属于纳米材料的制备领域，具体涉及化学气相沉积法制备物相和形貌均可控的ZnO纳米结构。背景技术[0002]众所周知，氧化锌(ZnO)作为重要的Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带半导体材料，目前已经得到广泛的应用，其室温下禁带宽度达3.37eV，束缚激子结合能高达60meV，同时具有良好的化学稳定性和热稳定性。[0003]当ZnO的晶粒尺寸处于纳米级时，其表面的电子结构和晶体结构将发生显著变化，从而产生宏观ZnO块体材料所不具有的独特效应。ZnO纳米材料，包括ZnO纳米颗粒、一维ZnO纳米结构以及ZnO薄膜。ZnO纳米材料具有重要的应用价值和优异的理化特性，是当前纳米材料科学的研究热点。[0004]氧化锌纳米材料常用的制备方法主要有：溶胶-凝胶法(Sol-Gel)、水热／溶剂热法(Hydrothermal／SovolthermalProcess)、金属有机气相沉积法（MetalOrganicChemicalVaporDeposition）和热蒸发法。[0005]溶胶-凝胶法(Sol-Gel)：如2007年，KimYoung-Sung等以二水醋酸锌和六水三氯化铝为源，采用溶胶-凝胶法，添加适量表面活性剂单乙醇酰胺（MEA），在玻璃衬底上制备出具有c轴择优取向的铝掺杂ZnO薄膜。参阅AppliedSurfaceScience第253卷4911–4916页。[0006]水热／溶剂热法(Hydrothermal／SovolthermalProcess)：如2007年，Wahab.R等以二水醋酸锌为锌源，在氢氧化钠水溶液中，80℃水热反应30分钟，制备出具有六角铅锌矿结构的ZnO纳米花和纳米棒。参阅MaterialsResearchBulletin第42卷1640-1648页。[0007]金属有机气相沉积法（MOCVD）：如2008年，Lin等人采用MOCVD法在硅衬底上制备了具有优异光学性质的ZnO纳米针，并研究了影响MOCVD法制备ZnO纳米材料的因素如：温度、沉积时间、催化剂、压强以及载气等。参阅JournalofAppliedPhysics第104卷,064311-1-6。[0008]热蒸发法：如2004年，王中林小组采用热蒸发法制备了螺旋桨Zn