[發(fā)明專利]物理氣相沉積制備大面積氧化鋅納米線膜層的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02125215.7
• 申請(qǐng)日: 2002-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1396300A
• 公開(kāi)（公告）日: 2003-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉軍;章曉中;張迎九;朱靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/08
• 分類號(hào): C23C14/08;C23C14/26
• 代理公司: 北京貝騰特專利事務(wù)所
• 代理人: 趙天真

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低維納米材料制備，特別涉及一種物理氣相沉積制備大面積氧化鋅納米線膜層的方法。

技術(shù)背景

已有的制備氧化鋅納米線(帶)的方法，包括高溫蒸發(fā)氧化鋅顆粒、電化學(xué)沉積法、添加催化劑的氣相沉積法等都使用了各種催化劑或者生長(zhǎng)模板，產(chǎn)物純度低，制備成本高，在中國(guó)專利CN94107349.1“氧化鋅晶須的制備方法及其裝置”中用在空氣中蒸發(fā)的方法得到過(guò)氧化鋅晶須。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種物理氣相沉積制備大面積氧化鋅納米線膜層的方法，其特征在于：以管式水平電阻爐為加熱源，在密閉石英管反應(yīng)腔內(nèi)充入流動(dòng)氬氣作保護(hù)氣體，以金屬鋅粉末為原料，采用物理氣相沉積法，在較低反應(yīng)溫度條件下，于襯底硅片上生長(zhǎng)出1mm×1mm以上大面積均勻的氧化鋅納米線膜層。其納米線的直徑為20-100nm，其工藝過(guò)程如下：

將鋅粉3盛于水平石英管1內(nèi)的氧化鋁瓷舟4內(nèi)，置于石英管1中間，該處為電阻爐2的均溫區(qū)。采用一維流動(dòng)的氬氣作為保護(hù)氣體，其流量為50-500sccm，在氣流下游的管口處加入接收襯底5；實(shí)驗(yàn)時(shí)從室溫起以50℃/min的速度加熱到反應(yīng)溫度600-800℃，反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘，然后自然冷卻至室溫，再停止通入保護(hù)氬氣。

所述襯底為單晶硅片。

本發(fā)明的有益效果是1.采用直接物理氣相沉積的方法，不添加任何催化劑，所得產(chǎn)物具有很高的純度。2.采用一維流動(dòng)氬氣作保護(hù)氣體使所得納米線直徑很細(xì)，使用單晶硅襯底則得到大面積均勻的膜層，經(jīng)測(cè)試所得產(chǎn)物有明顯的光致發(fā)光效應(yīng)。

附圖說(shuō)明

圖1所示為實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為所得到氧化鋅納米線膜層大面積均勻分布的情況；

圖3為所得到氧化鋅納米線膜層的高倍像。

具體實(shí)施方式

圖1為實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，為本發(fā)明物理氣相沉積制備大面積氧化鋅納米線膜層的實(shí)驗(yàn)裝置，它以管式水平電阻爐2為加熱源，密閉石英管1為反應(yīng)腔，其流動(dòng)氬氣作保護(hù)氣體，以金屬鋅粉末3為原料，采用物理氣相沉積法，在較低反應(yīng)溫度條件下，于襯底單晶硅片5上生長(zhǎng)出1mm×1mm以上大面積均勻的氧化鋅納米線膜層。其工藝過(guò)程如下：

將鋅粉3盛于水平石英管1內(nèi)的氧化鋁瓷舟4內(nèi)，置于石英管1中間，該處為電阻爐2的均溫區(qū)。采用一維流動(dòng)的氬氣作為保護(hù)氣體，其流量為50-500sccm，氣流下游的管口處加入接收襯底單晶片5。實(shí)驗(yàn)時(shí)，從室溫起以50℃/min的速度加熱到反應(yīng)溫度650-700℃，然后保溫40分鐘，自然冷卻至室溫，再停止通入保護(hù)氣體氬氣。取出樣品經(jīng)測(cè)試，所得樣品大面積均勻一致(如圖2、圖3所示)，其納米線的直徑為20-100nm。