[發(fā)明專利]一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210067431.0
• 申請(qǐng)日: 2012-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102674434A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瑞斌;鄒炳鎖;張春花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G11/02
• 分類號(hào): C01G11/02;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料及其制備方法，屬于光致變色技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

每一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界顯現(xiàn)的顏色，無(wú)論是夜晚的不同的燈光的顏色還是我們?nèi)臻g看到的顏色絢麗的廣告牌，都有著其內(nèi)在的技術(shù)淵源和材料基礎(chǔ)。而光致變色材料和光致變色技術(shù)的存在則使得各種顏色的自由切換成為可能，因此，使得我們生活的世界更加豐富多彩。通常光致變色的定義為：在外界激發(fā)源的激勵(lì)下，一種物質(zhì)發(fā)生顏色變化的現(xiàn)象稱為變色性。光致變色是指一種化合物A受到一定波長(zhǎng)的光照射時(shí)，可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)得到產(chǎn)物B，A和B的顏色(即對(duì)光的吸收)明顯不同。B在另外一束光的照射下或經(jīng)加熱又可恢復(fù)到原來(lái)的形式A。光致變色是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)，這是一個(gè)重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)。不同的顏色的顯現(xiàn)都有著自己的來(lái)源。隨著新材料和新技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)可以用多種途徑和技術(shù)顯現(xiàn)不同的顏色或色彩，光致變色技術(shù)因?yàn)樾滦妥兩牧霞凹夹g(shù)的研制和發(fā)展應(yīng)用將給我們帶來(lái)更加絢麗的世界。

1867年光致變色材料首次報(bào)道后，因?yàn)槠湓诠獯鎯?chǔ)等方面的廣大應(yīng)用前景受到廣泛的關(guān)注。目前為止，光致變色現(xiàn)象基本都是來(lái)源于過(guò)渡金屬氧化物或化合物，如WO₃、、MoO₃、TiO₂等。其在受光照后，顏色會(huì)發(fā)生可逆性的變化。如感光照相使用的鹵化銀體系，已廣泛應(yīng)用于膠片行業(yè)。而WO₃作為一種重要的無(wú)機(jī)光致變色材料已廣泛應(yīng)用于變色玻璃領(lǐng)域，具有穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其光致變色效率較低。近年來(lái)，將光致變色材料和技術(shù)已陸續(xù)用于變色玻璃及裝飾材料、光信息存儲(chǔ)、光調(diào)控、光開(kāi)關(guān)、光學(xué)器件材料、光信息基因芯片等領(lǐng)域，另外，在國(guó)防科技領(lǐng)域，光致變色材料對(duì)強(qiáng)光特別敏感，因此可以用來(lái)制作強(qiáng)光輻劑量劑。它能探測(cè)紫外線、X射線等的強(qiáng)度。如將其涂在飛機(jī)或輪船的表面，能快速精確地計(jì)量出高輻射的劑量。光致變色材料還可以制成多層濾光器，控制輻射光的強(qiáng)度，防止紫外線對(duì)人眼及身體的傷害。如果把光致變色體系用于記錄飛機(jī)、軍艦的行蹤，形成可褪色的暫時(shí)痕跡，可以做保密通訊。因此，該類光致變色技術(shù)更受到受到全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。

美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家一直熱衷于新型光致變色材料的研究，日本在民用行業(yè)上開(kāi)發(fā)比較早。目前，新型光致變色的研究大都集中在偶氮類、二芳基乙烯以及相關(guān)的雜環(huán)化合物上，這些材料只能實(shí)現(xiàn)部分顏色的轉(zhuǎn)變。因此，也更需要繼續(xù)探索和發(fā)現(xiàn)新型的光致變色體系和技術(shù)。我們知道的無(wú)機(jī)變色材料包括三氧化鎢、碲、鍺及其合金以及氧化鉬(碲、鍺及其合金靠添加在化合物中的金屬(主要是過(guò)渡周期重金屬)離子化合價(jià)的變價(jià)，以及化合物分解和化合來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色變化，通常可以分為金屬離子變價(jià)型和鹵化物分解化合型兩種。目前為止，所有的光致變色無(wú)機(jī)材料和技術(shù)的研究幾乎都繞不過(guò)上述幾種材料體系。因此，需要開(kāi)發(fā)一種低成本普適性光致變色技術(shù)，無(wú)論是在材料體系還是技術(shù)層面上有所突破。

本發(fā)明基于半導(dǎo)體納米技術(shù)。近年來(lái)，納米技術(shù)和納米材料的發(fā)展非常迅速，受到世界各國(guó)科學(xué)家的廣泛研究，在一些新的微納技術(shù)和微納器件的新性質(zhì)和新性能方面都取得了令人矚目的結(jié)果，很多具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的研究結(jié)果也已開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化。納米科技就是以納米尺度材料進(jìn)行研究和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。眾所周知，目前的以集成電路技術(shù)為核心的微電子科技是依賴于傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料和技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，并成為當(dāng)前電子信息時(shí)代的基石，已廣泛應(yīng)用于傳感、發(fā)光、新能源、激光器等領(lǐng)域。

而納米尺度的半導(dǎo)體材料和技術(shù)，有著不同于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體技術(shù)全新的性質(zhì)，在納米材料中，由于納米級(jí)尺寸與光波波長(zhǎng)、德布羅意波長(zhǎng)以及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度等物理特征尺寸相當(dāng)，使得晶體周期性的邊界條件被破壞；納米微粒的表面層附近的原子密度減小；電子的平均自由程很短，存在大量的缺陷態(tài)，局域性增強(qiáng)。尺寸下降還使宏觀固定的準(zhǔn)連續(xù)能帶轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的能級(jí)。這些導(dǎo)致納米材料宏觀的聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等的物理效應(yīng)與傳統(tǒng)的常規(guī)材料所不同，體現(xiàn)為量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)等。因此，基于新型的半導(dǎo)體納米材料和技術(shù)的新的器件和應(yīng)用正不斷涌現(xiàn)。在本征半導(dǎo)體材料中，摻入適量的雜質(zhì)，從而調(diào)控其載流子的種類和數(shù)量，控制其性質(zhì)，是半導(dǎo)體工藝不可或缺的技術(shù)之一。特別是，特定的雜質(zhì)原子的摻入可以極大地調(diào)制其吸收、發(fā)光及輸運(yùn)等性能。在半導(dǎo)體家族中，II-VI族半導(dǎo)體屬于寬禁帶直帶隙體系，可以作為很好的可見(jiàn)光區(qū)的熒光固體材料，其通常具有很強(qiáng)的量子效率，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光源、太陽(yáng)電池、及探測(cè)器等領(lǐng)域，可以做成各種發(fā)光器件及激光器，如硒化鋅白光二極管等，光電傳感器如硫化鎘光電二極管等。

發(fā)明內(nèi)容