專(zhuān)利名稱(chēng)：低溫溶液法在玻璃上制備大量的單晶氧化鋅納米棒陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫溶液法制備氧化鋅納米棒陣列，特別是一種在玻璃上制備大量的單晶氧化鋅納米棒陣列的方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅是一種II-VI族寬禁帶的半導(dǎo)體材料，晶體結(jié)構(gòu)為纖鋅礦(Wurtzite)六方晶系，禁帶寬度為3. 37eV，室溫下具有較高的激子束縛能(60meV)和較低的電子誘生缺陷。 因此，氧化鋅在納米尺度的電子和光電設(shè)備中有著潛在的應(yīng)用。簡(jiǎn)單有效的制備高質(zhì)量的氧化鋅單晶對(duì)于科學(xué)研究和科技進(jìn)步是非常重要的。用可溶性鋅鹽與六亞甲基四胺在溶液化學(xué)生長(zhǎng)法條件下制備氧化鋅微納米結(jié)構(gòu)有很多的報(bào)道，但是該類(lèi)報(bào)道的反應(yīng)溫度基本上都大于80°C。到目前為止，很少有人報(bào)道用溶液化學(xué)法在低于80°C的情況下制備氧化鋅。我們利用可溶性鋅鹽和六亞甲基四胺為反應(yīng)溶液，在低于80°C的情況下，而且不需要事先涂敷籽晶層，也不需要事先加入堿水調(diào)節(jié) PH值，就可以直接在玻璃基底上制備大量的ZnO納米棒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用一種工藝簡(jiǎn)單、易于控制，且生產(chǎn)成本低的溶液化學(xué)生長(zhǎng)法，直接在玻璃上制備單晶氧化鋅納米棒陣列，該方法制備大量的單晶氧化鋅納米棒陣列還未見(jiàn)報(bào)道。其具體工藝步驟為(1)分別用去離子水、丙酮、無(wú)水乙醇清洗玻璃片表面；(2)取摩爾比1 1-1 5的可溶性鋅鹽與六亞甲基四胺溶于去離子水中，機(jī)械攪拌10-20min，得到反應(yīng)溶液，其中可溶性鋅鹽濃度為0. 005M-0. IM ；(3)將步驟⑴中所得玻璃片與步驟⑵中的反應(yīng)溶液置于耐酸、耐堿的密閉容器中，在反應(yīng)溫度為50°C _70°C條件下，反應(yīng)^i-20h，自然冷卻至室溫；(4)將玻璃基底取出，用去離子水、無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，則在玻璃片上制備出致密的單晶氧化鋅納米棒薄膜。


圖1是單晶氧化鋅納米棒陣列在不同濃度制備條件下的X射線(xiàn)衍射譜。圖2是單晶氧化鋅納米棒陣列的低倍掃描電鏡照片。圖3是單晶氧化鋅納米棒陣列的高倍掃描電鏡照片。圖4是單晶氧化鋅納米棒陣列的透射照片。圖5是單晶氧化鋅納米棒陣列的選區(qū)電子衍射照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例僅用于進(jìn)一步闡述本發(fā)明，而不限制本發(fā)明的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容所進(jìn)行的替代、改動(dòng)或變更，這些等價(jià)形式同樣落入本申請(qǐng)所限定的范圍內(nèi)。實(shí)施例1(1)分別用去離子水、丙酮、無(wú)水乙醇超聲清洗玻璃基底表面；(2)取摩爾比1 1的硝酸鋅與六亞甲基四胺溶于去離子水中，機(jī)械攪拌lOmin， 得到反應(yīng)溶液，其中硝酸鋅濃度為0. 005M ；(3)將步驟(1)中所得玻璃基底與步驟(2)中的反應(yīng)溶液置于密閉的玻璃瓶中，在反應(yīng)溫度為60°C條件下，反應(yīng)12h，自然冷卻至室溫；(4)將玻璃基底取出，用去離子水、無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，則在玻璃片上制備出大量的單晶氧化鋅納米棒陣列。實(shí)施例2(1)分別用去離子水、丙酮、無(wú)水乙醇清洗玻璃基底表面；(2)取摩爾比1 2的硝酸鋅與六亞甲基四胺溶于去離子水中，機(jī)械攪拌20min， 得到反應(yīng)溶液，其中硝酸鋅濃度為0. 005M ；(3)將步驟(1)中所得玻璃片與步驟(2)中的反應(yīng)溶液置于密閉的玻璃瓶中，在反應(yīng)溫度為60°C條件下，反應(yīng)12h，自然冷卻至室溫；(4)將玻璃片取出，用去離子水、無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，則在玻璃基底上制備出大量的單晶氧化鋅納米棒陣列。
權(quán)利要求
1.低溫溶液法在玻璃上制備大量的單晶氧化鋅納米棒陣列，包括以下步驟(1)將玻璃片用去離子水、丙酮、無(wú)水乙醇清洗表面；(2)取摩爾比1 1-1 5的可溶性鋅鹽與六亞甲基四胺溶于去離子水中，機(jī)械攪拌 10-20min，得到反應(yīng)溶液，其中可溶性鋅鹽的濃度為0. 005M-0. IM ；(3)將步驟(1)中所得玻璃片與步驟O)中的反應(yīng)溶液置于耐酸、耐堿的密閉容器中， 在反應(yīng)溫度為50°C _70°C條件下，反應(yīng)^i-20h，自然冷卻至室溫；(4)將玻璃片取出，用去離子水、無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，則在玻璃上制備出大量的單晶氧化鋅納米棒陣列。
2.按權(quán)力要求1所述的溶液法在玻璃上制備大量的單晶氧化鋅納米棒陣列，其特征在于所述步驟O)中可溶性鋅鹽為硝酸鋅、氯化鋅。
3.按權(quán)力要求1所述的低溫溶液法在玻璃上制備大量的單晶氧化鋅納米棒陣列，其特征在于所述步驟(3)中溫度低于75°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在玻璃上低溫制備大量的單晶氧化鋅納米棒陣列的方法，其步驟為將玻璃依次用去離子水、丙酮、無(wú)水乙醇超聲清洗表面；將可溶性鋅鹽與六亞甲基四胺按比例溶于一定量的去離子水中；將該溶液與處理過(guò)的玻璃基底一同置于耐酸耐堿的密閉容器中，在溫度為50℃-70℃的條件下，加熱5h-20h。可在玻璃上制備出大量的單晶氧化鋅納米棒陣列。該方法不需事先涂敷籽晶層，不需加入堿水調(diào)節(jié)pH值，工藝簡(jiǎn)單，易于控制且生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C03C17/23GK102485680SQ20101056766
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者呂學(xué)明, 楊剛強(qiáng), 程進(jìn), 鄒小平 申請(qǐng)人:北京信息科技大學(xué)