[發明專利]實現氧化鋅納米線自組裝的方法

無效

• 申請號: 201110071916.2
• 申請日: 2011-03-24
• 公開（公告）號: CN102140037A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 張亞非;戴振清;魏良明;徐東;回兵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C04B41/50
• 分類號: C04B41/50
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種納米處理技術領域的方法，具體是一種實現氧化鋅納米線自組裝的方法。

背景技術

氧化鋅納米線具有卓越的半導體特性、光學特性、壓電特性，受到了廣泛地關注，并得到深入研究。氧化鋅納米線可以用于制備場效應晶體管、紫外光探測器、氣敏傳感器、太陽能電池、納米發電機和場發射器件等。制備氧化鋅納米線薄膜器件的前提是，得到納米線均勻分布性好的薄膜。而對于氧化鋅納米線，還缺乏有效地方法來制備納米線薄膜。在硅片表面制備一層金納米顆粒薄膜作為催化劑，可以制得納米線薄膜，但由于催化劑的存在會影響薄膜器件性能，甚至無法用此薄膜來制備器件，所以用此方法制得的納米線薄膜不適宜制造器件。

經過對現有技術的檢索發現，Ko?S?H，et?al.ZnO?nanowire?network?transistor?fabrication?on?a?polymer?substrate?by?low-temperature，all-inorganic?nanoparticle?solution?process.APPLIED?PHYSICS?LETTERS，2008，92：154102(高承煥，等.利用低溫全無機納米粒子工藝制備以聚合物為基底的氧化鋅納米線網絡晶體管，應用物理快報，2008，92：154102)中記載了：利用水熱法，以氧化鋅納米顆粒作為種子，將其浸沒在含有硝酸鋅和六亞甲基四胺的水溶液中，也可制得氧化鋅納米線薄膜，但此薄膜中的納米線并不是平鋪在基底上，而是斜立著，因此用此納米線薄膜制備器件，溝道電流會比較小。因此，有必要發展一種工藝簡單、成本低廉、操作方便、高效的制備高質量氧化鋅納米線薄膜的方法，這將是制造納米線薄膜器件的關鍵。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種實現氧化鋅納米線自組裝的方法，該方法簡單、方便、高效，制備得到的氧化鋅納米線薄膜適宜制備高質量器件。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明通過將硅片表面依次進行羥基化和氨基化處理后，浸泡于經十二烷基硫酸鈉進行表面修飾后的氧化鋅納米線分散液，實現自組裝。

所述的羥基化是指：配制濃度30wt％硫酸溶液和濃度98wt％的雙氧水溶液的混合溶液，其體積比為2.5∶1，將清洗好的硅片放入該溶液中，在90℃下煮2～3小時，煮完之后將硅片取出并用去離子水反復清洗，最后將硅片放入去離子水中，在80℃條件下煮20～30分鐘后，取出用氮氣吹干。

所述的氨基化是指：在去離子水中加入3-氨丙基二乙氧基硅烷，并進行超聲處理10分鐘，之后將羥基化的硅片放入其中靜置10～15小時，靜置結束后加熱至80℃并保持1～2小時，接著取出硅片并清洗，最后將硅片真空退火。

所述的3-氨丙基二乙氧基硅烷的用量為每100毫升去離子水中加入1～4毫升的3-氨丙基二乙氧基硅烷。

所述的真空退火的溫度為120～180℃，退火時間為10～20小時。

所述的表面修飾是指：將氧化鋅納米線放入去離子水中，同時向去離子水中添加十二烷基硫酸鈉，并進行超聲處理，使氧化鋅納米線在溶液中均勻分散，并使納米線在十二烷基硫酸鈉的修飾下表面帶上負電。

所述的氧化鋅納米線的用量為每100毫升去離子水加入1～3毫克。

所述的十二烷基硫酸鈉的用量為每100毫升去離子水中加入0.01～0.10克十二烷基硫酸鈉。

所述的超聲處理的時間為2～4小時。

本發明的工作原理是：氧化鋅納米線經十二烷基硫酸鈉修飾后表面帶上負電。硅片表面經3-氨丙基二乙氧基硅烷處理后，表面存在氨基功能團，在水中氨基功能團帶上正電。因此，在去離子水中，帶負電的氧化鋅納米線受到硅片表面帶正電氨基功能團的靜電吸引，實現了氧化鋅納米線在硅片表面的自組裝。

本發明的有益效果是：利用自組裝實現了氧化鋅納米線在硅片表面的均勻分布，均勻分布的納米線可用于制備高質量的薄膜器件。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的氧化鋅納米線自組裝的掃描電鏡圖片。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1