[發(fā)明專利]水溶性CdS一維半導體納米帶及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110431478.6
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102557113A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 封偉;雷達;沈永濤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: C01G11/02
• 分類號: C01G11/02;B82Y40/00
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水溶性硫化鎘(CdS)一維半導體納米帶及其制備方法，屬于一維納米材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一維納米材料是指在三維空間中有兩維處于納米尺度范圍(1-100nm)的納米材料，主要包括納米線、納米棒、納米帶和納米管等。由于其在介觀物理和納米器件制作等方面具有獨特的應(yīng)用，一維納米材料受到了人們的廣泛關(guān)注(Wang?ZL，Characterizing?the?structure?and?properties?of?individual?wire-like?nanoentities，Advance?Materials，2000，12：1295-1298；Hu?JT，Odom?TW，Lieber?CM，Chemistry?and?physics?in?one?dimension：synthesis?and?properties?of?nanowires?and?nanotubes，Accounts?of?Chemical?Research，1999，32：435-445)。此外，量子限域效應(yīng)對材料的電子傳輸性、熱傳導性和機械性能都有影響，一維納米材料是研究這種影響作用的理想體系。同時，它們在制作納米尺度的電學器件、光電器件、電化學器件以及電動機械器件中扮演著重要角色(Xia?YN，Yang?PD，Sun?YG，et?al.，One-dimensional?nanostructures：synthesis，characterization，and?applications，Advance?Materials，2003，15：353-389)。作為一種重要的一維納米材料，半導體納米帶可以代表一大類用來制作納米功能器件(如化學傳感器、場效應(yīng)晶體管等)的“納米積木”。和納米線、納米管不同，納米帶具有規(guī)整幾何結(jié)構(gòu)的矩形截面和高的結(jié)晶度(Gao?T，Li?QH，Wang?TH，CdS?nanobelts?as?photoconductors，Applied?Physics?Letters，2005，86：173105)。

CdS是一種重要的II-VI族半導體化合物，常溫下(300K)其能帶寬為2.4eV。它在多種光電器件中有重要應(yīng)用，比如非線性光學器件、平面顯示器、發(fā)光二極管、激光、邏輯門和晶體管等。此外，CdS也是一種很好的光學波長材料和電致激光材料，在電信、數(shù)據(jù)存儲和近場光學光刻等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用(Zhai?TY，F(xiàn)ang?XS，Liang?L，et?al.，One-dimensional?CdS?nanostructures：synthesis，properties，and?applications，Nanoscale，2010，2：168-187)。2003年，Jiao等人首次報道了CdS納米帶的合成，他們采用熱蒸發(fā)法，以鎢箔做基底、Au做催化劑，在600-750℃的條件下得到了CdS納米帶(Dong?LF，Jiao?J，Coulter?M，et?al.，Catalytic?growth?of?CdS?nanobelts?and?nanowires?on?tungsten?substrates，Chemical?Physics?Letters，2003，376：653-658)。隨后，Liu等人以Si片做基底，采用熱蒸發(fā)的方法制備了CdS納米帶(Liu?YK，Zhou?XP，Hou?DD，et?al.，The?photoconductance?of?a?single?CdS?nanoribbon，Journal?of?Materials?Science，2006，41：6492-6496)。Sreejith和他的同事們采用熱蒸發(fā)法，在Ag催化劑的作用下制備了CdS納米帶(Sreejith?K，Nuwad?J，Thinaharan?C，et?al.，Ag?nanoparticle?mediated?growth?of?CdS?nanobelts，Applied?Surface?Science，2007，253：7041-7045)。但是，這些制備方法都需要在高溫的條件下進行，設(shè)備復雜，而且需要催化劑，這些催化劑留在產(chǎn)物中很難除去，給納米帶的制備增加了復雜性和成本，而采用水熱法有望在簡化實驗條件的情況下得到高質(zhì)量水溶性CdS納米帶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水溶性CdS一維半導體納米帶及其制備方法，該CdS納米帶具有水溶性好、結(jié)晶度高、產(chǎn)物純凈等優(yōu)點。其制備方法工藝簡單、原料廉價、成本低，且CdS納米帶產(chǎn)量高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。