專利名稱：一種液相摻雜Ga的ZnO納米棒及p型ZnO納米棒陣列的制備方法
一種液相,Ga的ZnO納米棒及p型ZnO納，陣列的制備矛法
駄領(lǐng)域1本發(fā)明屬于化學(xué)、虹領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種ZnO納米棒陣列液相摻雜及p 型ZnO納米棒陣列的制備方法。
背景技術(shù)：
:ZnO納^t才料是一種有，前途的短波長(zhǎng)光電子材料，其中P型摻雜是其應(yīng)用 的關(guān)鍵，目前比較有效的p型摻雜是Ga-N共摻雜。通常Ga-N ^J參雜的方法主要有PVD和MOCVD 等方法，這些方法的制備工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，且價(jià)格昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，鄉(xiāng)一種簡(jiǎn)單的液相摻魏恪p型 ZnO納^t才料的方法。本發(fā)明提供一種ZnO納米棒陣列液相摻雜及p型ZnO納米棒陣列的簡(jiǎn)單制 備方法。
本發(fā)明麟的液相摻雜Ga的ZnO納米棒及p型ZnO納米棒陣歹啲制備方法，其具體步驟如
下
第一、ZnO納米顆粒種子膜的制備將氫氧化鋰、醋,和^7夂乙醇按照摩爾比1: 4:10-50 混合，然后艦90 10(TC的7JC浴加熱制備ZnO納米溶膠，溶膠ilit凃膜方法在導(dǎo)電玻璃或硅難 底上形成ZnO納米顆粒膜，顆粒膜再鄉(xiāng)S1300 50(TC熱處理1 2小時(shí)，獲得高活性的ZnO納米 顆粒種子膜；
第二、摻雜Ga的ZnO納米棒的制備將i^種子膜浸入到Ga3+、 &2+的六次甲基四胺溶液中， 于90 10(TC的水浴加熱1-3小時(shí)共結(jié)晶生成摻雜Ga的ZnO納米棒；其中六次甲基四胺溶液的組 成按質(zhì)量比為C6H12N4: Zn2+: Ga3+: H20=1: 2.1: 1X10—3 5 X 10—3: 570;
第三、將第二步中所制備的摻雜Ga的ZnO納米^肌氣氛中熱處理獲得P型ZnO納米棒陣 歹U;熱處理^f牛為肌流量20 100sccm;皿在300 500。C之間；時(shí)間1 2小時(shí)。
本發(fā)明的工作原理首先我們3iil兩歩法制^f雜Ga的Zn0納米棒，首先31il溶膠-凝膠法制 備出ZnO納米顆粒膜，然后以該顆f鵬作為種子膜在Ga^、 Zi嚴(yán)的六次甲基四胺溶液中共結(jié)晶生 成摻雜Ga的ZnO納米棒，最后在亂氣氛圍中熱處理，3131 Ga-N ^!參雜的方式獲得p型ZnO納 米棒陣列。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極鄉(xiāng)
(1)該液相摻雜Ga的方法與氣相摻雜方法相比，摻雜斜牛比較溫和，工藝簡(jiǎn)單、/ 低；(2) 該方法可以獲得均勻分布的p型ZtiO納米棒陣列，這特別有利于基于ZnO納，料的光電子器件 的制造。
圖1是Ga-N共摻雜的p型ZnO納米棒陣列的SEM照片； 圖2是Ga-N共摻雜的p型ZnO納米棒陣列的XRD圖； 圖3是Ga-N共摻雜的p型ZnO納米棒陣列的光吸收?qǐng)D譜。
具體實(shí)ii^;
稱取5. 4g醋麟加入到250ml乙醇中，于90 100。C的7JC浴加熱至溶解，溶液;^4P后加入1.47g 氫氧化鋰，再依次gjllg聲、抽濾得ZnO透明溶膠。溶膠M31^拉方法轉(zhuǎn)移至導(dǎo)電玻璃或硅片等 基底上，并在35(TC下熱處理1小時(shí)得到ZnO納米顆粒種子膜。再將種子膜浸泡到組成為C諷諷 Zn2+: Ga3+: H20=1: 2.1: 1X10—3 5X10—3: 570質(zhì)量比)的混合溶液中，ffli!90 100。C下水浴 加熱3小時(shí)后得到摻雜Ga的ZnO納米棒陣列，納米棒陣列經(jīng)千燥后再在離為400°C，流量為 80sccm的肌的氣氛中熱處理1小時(shí)獲得p型ZnO納米棒陣列。
圖1 、圖2和圖3分別是Ga-N翔參雜的P型ZnO納米棒陣列的SEM、 XRD和吸收光譜。由 圖可見(jiàn)，ilil該方法制備的Ga-N共摻雜的p型ZnO納米棒為六方鄉(xiāng)，礦結(jié)構(gòu)，納米棒的直徑約 為80nm，吸收光譜顯示了 Ga-N摻，的吸收峰。
權(quán)利要求
1、一種液相摻雜Ga的ZnO納米棒及p型ZnO納米棒陣列的制備方法，其特征在于該方法具體步驟如下第一、ZnO納米顆粒種子膜的制備將氫氧化鋰、醋酸鋅和無(wú)水乙醇按照摩爾比1∶4∶10-50混合，然后通過(guò)90～100℃的水浴中制備ZnO納米溶膠，溶膠通過(guò)涂膜方法在導(dǎo)電玻璃或硅等基底上形成ZnO納米顆粒膜，顆粒膜再經(jīng)過(guò)300～500℃熱處理1～2小時(shí)，獲得高活性的ZnO納米顆粒種子膜；第二、摻雜Ga的ZnO納米棒的制備將上述種子膜浸入到含有Ga3+、Zn2+的六次甲基四胺溶液中，于90～100℃的水浴加熱1-3小時(shí)共結(jié)晶生成摻雜Ga的ZnO納米棒；其中六次甲基四胺溶液的組成按質(zhì)量比為C6H12N4∶Zn2+∶Ga3+∶H2O＝1∶2.1∶1×10-3～5×10-3∶570；第三、將第二步中所制備的摻雜Ga的ZnO納米棒在NH3氣氛中熱處理獲得p型ZnO納米棒陣列；熱處理?xiàng)l件為NH3流量20～100sccm；溫度在300～500℃之間；時(shí)間1～2小時(shí)。
全文摘要
一種液相摻雜Ga的ZnO納米棒及p型ZnO納米棒陣列的制備方法。該方法首先制備ZnO納米溶膠，并通過(guò)提拉成膜和熱處理獲得高活性的ZnO納米顆粒種子膜，種子膜再在Ga<sup>3+</sup>、Zn<sup>2+</sup>的六次甲基四胺溶液中共結(jié)晶方法制備摻雜Ga的ZnO納米棒陣列，最后經(jīng)NH<sub>3</sub>氣氣氛中熱處理獲得p型ZnO納米棒陣列。該液相摻雜Ga的方法與氣相摻雜方法相比，摻雜條件比較溫和，工藝簡(jiǎn)單、成本低。
文檔編號(hào)C04B41/50GK101186524SQ20071015104
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者飛 吳, 張明艷, 段月琴, 王達(dá)健, 袁志好 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)