[發(fā)明專利]ZrS3和ZrS2納米帶及其制法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810019774.3
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101311381A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳興才;張玉玲;陶友榮;朱俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B29/62
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所
• 代理人: 黃嘉棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三硫化鋯和二硫化鋯納米帶及其制法。具體地說，是用氣相傳輸法在基片上定向生長制備ZrS₃和ZrS₂納米帶。

背景技術(shù)

近年來，一維納米材科因其具有獨特的形貌，及其因為其量子效應(yīng)而具有的特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)而引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，因為它們無論是在基礎(chǔ)科學(xué)研究還是在納米器械技術(shù)應(yīng)用方面都具有極其重大的意義、[參見：(a)Bawendi?M?G，Steigerwald?M?Land?Brus?L?E?1990?Annu.Rev.Phys.Chem.41?477(b)Alivisatos?A?P?1996?Science?271?933.(c)Weller?H?1993?Angew，Chem.Int.Ed.32?41.(d)Duan?X，Huang?Y，Cui?Y，Wang?J?and?LieberC?M?2001?Nature?409?66.(e)Konvtyukhova?N?l?and?Mallouk?T?E?2002?Chem.Eur.J.32435.]。對于一維納米材科的研究，人們已不局限于無序納米材料的生產(chǎn)，而是試圖使一維納米材料垂直于基片生長形成納米陣列，已經(jīng)被相繼發(fā)現(xiàn)和報道的例子有：碳納米管[參見：Araki?H，Katayama?T?and?Yoshirio?K?2001?Appl.Phys.Lett.79?2636.]、SiC納米錐[參見：Wu?Z?S，Deng?S?Z，Xu?N?S，Chen?J，Zhou?J?and?Chen?J?2002?Appl.Phys.Lett.80?3829.]、Mo(MoO₂和MoO₃)納米線[參見：Zhou?J，Xu?N?S，Deng?S?Z，Chen?J，She?J?C?and?Wang?Z?L2003?Adv.Mater.15?1835.]ZnO納米線[參見：Huang?M?H，Mao?S，F(xiàn)eick?H，Yan?H，Wu?Y，Kind?H，Weber?E，Russo?R?and?Yang?P?2001?Science?292?1897.]等都在作為場發(fā)射體的導(dǎo)電基片上垂直生長。

ZrS₃是一低維寬隙帶半導(dǎo)體，晶體具有準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)，此材料的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)被廣泛研究，但到目前為止，關(guān)于ZrS₃納米晶體的研究就只有一篇文獻報道。ZrS₂也是低維寬隙帶半導(dǎo)體，金屬層夾在兩層類硫離子中間，金屬處于八面體配位的模式。目前報道的過度金屬二類硫化合物有：NbS₂，TaS₂，MoS₂，TiS₂，和WS₂等。此外還有ZrS₂的兩種納米結(jié)構(gòu)也被報道過，但他們都缺乏物理和化學(xué)性質(zhì)的研究。這里，應(yīng)用氣相法在鋯片上生長ZrS₃納米線，在真空下ZrS₃熱解轉(zhuǎn)化成ZrS₂納米帶，同時測量了它們的場發(fā)射性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供ZrS₃和ZrS₃納米帶及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種ZrS₃納米帶，它為單斜晶系的、厚度為40-160nm、寬度為80-1500nm、長度為幾十微米的ZrS₃納米帶。

一種ZrS₂納米帶，它是上述的ZrS₃納米帶在750-850℃真空下熱解得到的、為六方晶系的ZrS₂納米帶，其形貌與大小幾乎與ZrS₃的一致，即厚度為40-160nm、寬度為80-1500nm、長度為幾十微米的ZrS₂納米帶。

一種制備上述ZrS₃納米帶的方法，它是將鋯片與硫粉放入石英管中，抽真空至內(nèi)剩壓力100Pa以下，將石英管燒密封，把石英管放在水平放置的管狀熔爐中，使樣品置于爐子的中間在500-700℃下加熱2-10小時，即在鋯片表面生長出上述的單斜晶系的ZrS₃納米帶。