一种制备磷掺杂氧化锌纳米线的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102041547A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102041547A(43)申请公布日2011.05.04(21)申请号201010602359.8(22)申请日2010.12.14(71)申请人北京大学地址100871北京市海淀区颐和园路5号北京大学物理学院电子显微镜实验室(72)发明人高靖云孙杨慧赵清俞大鹏(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人关畅(51)Int.Cl.C30B1/10(2006.01)C30B29/02(2006.01)C30B29/62(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种制备磷掺杂氧化锌纳米线的方法(57)摘要本发明公开了一种制备磷掺杂氧化锌纳米线的方法，该方法包括如下步骤：1)将磷酸锌粉末放在瓷舟中，镀有金膜的衬底放在磷酸锌粉末的正上方或者两侧当做收集纳米线的衬底；2)将瓷舟推入石英套管中，再将石英管放入管式炉的中央，排出管内的空气，然后将氩气流量设定为100～200sccm作为载气；3)将管式炉升温至950℃-1100℃，升温时间设为20分钟到30分钟，在炉温达到设定温度时，向管式炉中通入2sccm-3sccm的氧气；4)在设定温度保温1-30分钟，然后让管式炉自然降至室温，待炉温降至室温后，关闭管式炉，关闭气流，取出衬底，在衬底上得到磷掺杂的氧化锌纳米线。本发明方法工艺简单易行，成本很低，所制备的磷掺杂纳米线含磷量高，晶体质量好。CN102457ACCNN110204154702041550A权利要求书1/1页1.一种制备磷掺杂氧化锌纳米线的方法，包括如下步骤：1)采用电子束蒸发镀膜或者磁控溅射镀膜的方法在衬底表面镀一层金膜；2)将磷酸锌粉末放在容器中，镀有金膜的衬底放在所述磷酸锌粉末的正上方或者两侧作为收集纳米线的衬底；3)将装有磷酸锌粉末和衬底的容器推入石英套管中，再将石英管放入管式炉的中央，通入氩气以排出管内的空气，然后将氩气流量设定为100～200sccm作为载气；4)将管式炉升温至950℃-1100℃，升温时间设为20分钟到30分钟，在炉温达到设定温度时，向管式炉中通入2sccm-3sccm的氧气；5)在设定温度保温1-30分钟，然后让管式炉自然降至室温，待炉温降至室温后，关闭管式炉，关闭气流，取出衬底，在衬底上得到磷掺杂的氧化锌纳米线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述金膜的厚度为2nm～5nm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述衬底为蓝宝石或者硅片。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述容器为三氧化二铝舟或者陶瓷舟。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述衬底在使用前还需进行下述处理：将所述衬底依次在丙酮和酒精中超声清洗5～10分钟，然后用去离子水冲洗干净。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述磷掺杂的氧化锌纳米线具有六方纤锌矿结构，它的直径为60-200nm，长度为10-100μm。2CCNN110204154702041550A说明书1/4页一种制备磷掺杂氧化锌纳米线的方法技术领域[0001]本发明涉及一种制备磷掺杂氧化锌纳米线的方法。背景技术[0002]近年来，氧化锌由于在光电领域的巨大发展潜力而受到人们的广泛关注，这是因为氧化锌作为一种新型的II-VI族化合物半导体具有许多优点，其室温禁带宽度达3.37eV，激子束缚能高达60meV，是实现紫外光电器件最有潜力的半导体材料之一。但是，基于氧化锌的光电器件的商业化至今还没有实现，最主要的原因就是氧化锌的p型掺杂难以实现。本征的氧化锌是n型的，要制作氧化锌基的光电器件，就需要同时制备n型和p型的氧化锌材料。实现高浓度的n型掺杂比较容易，但是要得到p型掺杂的氧化锌非常困难。磷掺杂被认为是实现p型掺杂的最有可能的方法之一。[0003]在氧化锌薄膜的磷掺杂被大量研究的同时，氧化锌纳米线的掺杂目前也被广泛的研究，因为它被认为是下一代纳米光电器件的构造单元。如果我们要用氧化锌纳米线构造纳米光电器件，首先要制备p型的氧化锌纳米线，磷掺杂被认为是一种非常好的p型掺杂途径。目前普遍采用的制备方法是化学气相沉积法，一般是将氧化锌的粉末和碳粉混合，再加入适当比例的五氧化二磷，然后在管式炉中加热到高温，等反应完毕，就可以在衬底上得到磷掺杂的氧化锌纳米线(BinXiang，PengweiWang，XingzhengZhang，Shadi.A.Dayeh，DavidP.R.Aplin，CesareSoci，DapengYu，andDeliWang，RationalSynthesisofp-TypeZincOxideNanowireA