[發明專利]一種宏觀周期性變化的Z字形SnO2納米帶結構及其制備方法

無效

• 申請號: 200810041130.4
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101327947A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 李立珺;郁可;吳晉;朱自強
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C01G19/02
• 分類號: C01G19/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司
• 代理人: 傅戈雁

技術領域

本發明涉及一種宏觀周期性變化的Z字形SnO₂納米帶結構及其制備方法，具體為用熱蒸發的方法，在大氣壓強，不需要襯底的條件下，制備大量的宏觀周期性Z字形SnO₂納米帶結構的方法，屬于半導體材料與器件技術領域。

技術背景

SnO₂是一種重要的寬禁帶半導體，其特有的氣敏特性，引起了人們對其納米結構的氣敏特性研究的興趣。近來，人們利用各種方法(溶液法，分子束外延，脈沖激光沉積，金屬有機物化學氣相沉積等)制備出了形貌豐富的SnO₂納米結構，例如納米線，納米帶，魚骨狀等，并對這些納米結構的氣敏特性進行了研究，但對單根納米線氣敏特性的研究還處于停滯階段，主要原因是分離出單根納米線，以及在單根納米線上加電極并保持歐姆接觸有一定的困難。我們這里所合成的宏觀周期性Z字形SnO₂納米帶結構極易實現單根分離：由于肉眼可見，可直接用細小的針尖挑出單根納米帶，也可通過超聲分離出單根納米帶結構，用做單根SnO₂納米帶結構物性研究的平臺。可用做單根SnO₂納米帶結構物性研究的平臺。本發明的特點是方法簡單，成本低，重復性好，可大量生長。

發明內容

本發明的目的是提供一種宏觀周期性Z字形SnO₂納米帶結構的制備方法。本發明所提供的制備宏觀周期性Z字形SnO₂納米帶結構的方法，在國際上是首次報道。這種單根Z字形納米帶相比相同尺度的納米帶，表面積大大增加，應用在傳感器件中可提高其氣敏性質。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現。

一種宏觀周期性變化的Z字形SnO₂納米帶結構，其長度為3～5mm，直徑為500nm～10μm，宏觀形狀為Z字型。

制備上述宏觀周期性Z字形SnO₂納米帶結構的方法，其具體步驟為：

1、將SnO₂粉末、碳粉及氧化銅粉末按1.5-2∶1.5-2∶0.5-1.5配比，加無水乙醇，通過超聲充分混合后烘干作為源材料；

2、將水平放置的管式生長爐以15℃/min的速率加熱到750～900℃；

3、將源材料平鋪在一個氧化鋁舟里，把載有源的氧化鋁舟放到預先加熱好的水平管式爐的中部；

4、通入流量為0.25L/min～0.5L/min的高純氮氣作為保護氣，在大氣壓強下反應30～90min；

5、取出氧化鋁舟，在平鋪的源材料上面長有大量白色透明的針狀晶體物質。

本發明的工藝步驟2中提到的水平管式爐的石英管長度為110cm，直徑為4cm。

本發明通過改變源材料的配比，合成了周期性的Z字形SnO₂納米帶結構。相對于以前合成的納米結構，本發明的突出特點是：(1)不需要襯底，很大程度上降低了成本；(2)反應壓力環境只需要是常壓；(3)不需要大量載氣，只需要少量高純氮氣作保護氣體，稀釋反應環境中的氧含量；(4)方法簡單，成本低，重復性好，而且可大量生長。

附圖說明

圖1是周期性的納米塔的X射線衍射圖；

圖2是大量周期性的Z字形SnO₂納米帶結構SEM照片。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施例進一步說明本發明的技術特點。

實施例1：

1.將SnO₂粉末、碳粉及氧化銅粉末按1.5∶1.5∶0.5配比，加無水乙醇，通過超聲充分混合后烘干作為源材料；

2.將水平放置的管式生長爐以15℃/min的速率加熱到750℃；

3.將源材料平鋪在一個氧化鋁舟里，把載有源的氧化鋁舟放到預先加熱好的水平管式爐的中部；

4.通入流量為0.25L/minL/min的高純氮氣作為保護氣，在大氣壓強下反應30min；

5.取出氧化鋁舟，在平鋪的源材料上面長有大量白色透明的針狀晶體物質。

實施例2：

1.將SnO₂粉末、碳粉及氧化銅粉末按2∶2∶1.5配比，加無水乙醇，通過超聲充分混合后烘干作為源材料；

2.將水平放置的管式生長爐以15℃/min的速率加熱到900℃；

3.將源材料平鋪在一個氧化鋁舟里，把載有源的氧化鋁舟放到預先加熱好的水平管式爐的中部；