[發明專利]一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法

無效

• 申請號: 200910238792.5
• 申請日: 2009-11-30
• 公開（公告）號: CN101704509A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 常永勤;楊林;崔興達
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

1.一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法，其特征在于，具體制備步驟如下：

步驟1??制備籽晶：按4∶1～2∶1的比例稱取Zn粉和Fe粉，均勻混合后作為蒸發源置于剛玉舟內；將硅片先后用丙酮和乙醇清洗后吹干，將吹干后的硅片鍍有金膜面朝下，固定在剛玉舟的上方，然后將剛玉舟放置在管式爐中的石英管中央，通入Ar氣，加熱到580～650℃并保溫10～20min，隨爐冷卻后在硅片鍍金層一面即可獲得ZnO納米籽晶；

步驟2??制備生長溶液：分別量取摩爾濃度為0.03mol/L的六次甲基四胺和六水合硝酸鋅，配制成混合水溶液，再向溶液中加入九水合硝酸鋁，使Al³⁺與Zn²⁺的摩爾濃度之比在2～10％之間；將配制好的生長溶液在攪拌器上加熱攪拌至85～95℃；

步驟3??摻雜Al的ZnO納米柱的制備：將上述生長溶液恒定在85～95℃，并停止攪拌；再將ZnO納米籽晶放入生長溶液中進行生長，條件恒定在85～95℃下保溫4～6小時；取出硅片，用去離子水沖洗后放在空氣中，自然干燥；

步驟4??摻雜Al的ZnO納米柱的潔凈處理：將上述自然干燥后的硅片再次放入管式爐中，溫度恒定在200～300℃之間，處理10～20min，取出后再用去離子水洗凈，在空氣中放置，自然干燥。

2.根據權利要求1所述的一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法，其特征在于，所述步驟1中的硅片與蒸發源表面間的垂直距離為3～5mm。

3.根據權利要求1所述的一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法，其特征在于，所述步驟1中通入Ar氣的氣流量為30～50ml/min。

4.根據權利要求1所述的一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的攪拌器為恒溫磁力攪拌器。

5.根據權利要求1所述的一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法，其特征在于，所述步驟4中將溫度恒定在250℃之間，處理20min。

6.根據權利要求1所述的一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法，其特征在于，

所述步驟1中按2∶1的比例稱取Zn粉和Fe粉，加熱到620℃并保溫15min獲得ZnO納米籽晶；

所述步驟2中，向溶液中加入45mg的九水合硝酸鋁，使Al³⁺與Zn²⁺的摩爾濃度之比為5％；將配制好的生長溶液在攪拌器上加熱攪拌至90℃；

所述步驟3中，將步驟2所得的生長溶液恒定在90℃，并停止攪拌；再將ZnO納米籽晶放入生長溶液中進行生長，條件恒定在90℃下保溫5小時。

7.根據權利要求1所述的一種Al摻雜ZnO半導體納米柱的制備方法，其特征在于，

所述步驟1中按4∶1的比例稱取Zn粉和Fe粉，溫度加熱到580℃并保溫20min即可獲得ZnO納米籽晶；

所述步驟2中向溶液中加入45mg的九水合硝酸鋁，使Al³⁺與Zn²⁺的摩爾濃度之比為10％；將配制好的生長溶液在攪拌器上加熱攪拌至95℃；

所述步驟3中將上述生長溶液恒定在95℃，并停止攪拌；再將ZnO納米籽晶放入生長溶液中進行生長，條件恒定在95℃下保溫4小時。