[發明專利]一步法制備蝴蝶形ZnSe/GeSe等級異質結納米線

無效

• 申請號: 200910051667.3
• 申請日: 2009-05-21
• 公開（公告）號: CN101559920A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 王春瑞;謝慶慶;劉建
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬半導體異質結納米線的制備領域，特別是涉及一步法制備蝴蝶形ZnSe/GeSe等級異質結納米線。

背景技術

近年來，一維異質結納米材料因其材料組分、形狀、尺寸以及不同成分之間構成的異質界面所決定的新奇特性，引起了人們的研究熱潮，它有望在一維晶體管，發光二級管(LED)，場效應管，太陽能電池等方面具有廣闊的應用前景。

目前，在異質結納米結構的制備方面已經取得了一定地進展。異質結納米結構不僅對晶體生長的基礎理論研究有重要的科學意義，而且在微納米電子學領域具有實際的應用價值。異質結納米線的制備方法主要有化學氣相沉積、激光燒蝕，模板法以及水熱法等。上述方法多數采用高溫加熱、多步合成或其他復雜的輔助手段，制備等級異質結納米線工藝復雜且重復性差，因此發展簡單一步制備法是非常必要和急需的也是具有挑戰性的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一步法制備蝴蝶形ZnSe/GeSe等級異質結納米線，該制備工藝簡單易行，采用一步法即可完成，且可重復性好。

本發明的一步法制備蝴蝶形ZnSe/GeSe等級異質結納米線，主要以真空氣氛管式電爐為合成環境，以ZnSe粉末和Ge粉末為原料，采用一步熱蒸發的方法進行制備，熱蒸發是一種簡單有效地合成納米線的方法，即：逐步升高反應源的溫度使其升華，在載流氣體的輸運下將升華的反應源輸運到溫度較低的區域使之沉積到襯底上從而獲得需要的產品。

具體步驟為：

(1)將ZnSe粉末與Ge粉末按照質量比為3～2∶2～1混合置于中央三氧化二鋁舟上，同時以p型硅基片為襯底，放入原材料下風方向的三氧化二鋁舟中；

(2)持續抽真空控制爐內壓力為200～250Torr(1Torr≈133Pa)，同時持續通入流量為100～150sccm的氬氣；

(3)控制反應管溫度為1100～1200℃，保溫1.5～3h后，冷卻至室溫，得到灰色毛絨狀物質，即為蝴蝶形ZnSe/GeSe等級異質結納米線。

所述步驟(3)蝴蝶形ZnSe/GeSe等級異質結納米線，其中心骨架由ZnSe和GeSe納米線并軸形成異質結構，且在主干GeSe納米線上又外延GeSe納米“翅膀”，“翅膀”上又均勻生長著GeSe納米晶粒。

有益效果

(1)本發明制備工藝簡單易行，采用一步法即可完成，且可重復性好；

(2)本發明所制備的ZnSe/GeSe等級異質結納米線，形貌新穎，其中心骨架由ZnSe和GeSe納米線并軸形成異質結構，且在主干GeSe納米線上又外延GeSe納米“翅膀”，“翅膀”上又均勻生長著GeSe納米晶粒；

(3)本發明所得產物因其獨特的形貌和結構在納米器件組裝、傳感器制造等諸多領域中有潛在的應用。

附圖說明

圖1為實驗設備示意圖；

圖2為實施例1的ZnSe/GeSe等級異質結納米線的掃描電子顯微鏡照片；

圖3為實施例2的ZnSe/GeSe等級異質結納米線的掃描電子顯微鏡照片；

圖4a)為實施例3ZnSe/GeSe等級異質結納米線掃描電子顯微鏡照片；

b)為實施例3ZnSe/GeSe等級異質結納米線X射線衍射圖；

圖5(a)、(b)為實施例3的ZnSe/GeSe等級異質結納米線的透射電子顯微鏡照片，其中(a)為中心骨架，(b)為最終的蝴蝶形等級異質結納米線；(c)、(d)為翅膀部分放大照片，其中(d)為(c)中圓圈部分的放大照片；(e)、(f)分別為對應于(a)、(b)圖中圓圈部分的X射線能譜圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

將ZnSe和Ge粉末以3∶1的質量比混合放置在反應管中間位置。用p型硅基片為襯底，放入混合粉末下風方向的三氧化二鋁舟中，反應管一端接供氣系統，一端接機械真空泵。持續通入流量為100～150sccm的氬氣，實驗中反應管中央溫度為1100℃，沉積壓力為200Torr(1Torr≈133Pa)，保溫1.5h后，關閉加熱電源，自然冷卻至室溫，獲得ZnSe/GeSe等級異質結納米線，如圖2所示。

實施例2