[發明專利]核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS稀磁半導體異質納米材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210250130.1
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102774876A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 劉曉芳;于榮海
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C01G9/08
• 分類號: C01G9/08;C01G9/02;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS稀磁半導體異質納米材料，其特征在于：以Mn摻雜ZnO稀磁半導體納米棒為核，以Mn摻雜ZnS納米顆粒為殼層，構成的核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS稀磁半導體異質納米材料，Mn和Zn的摩爾比為0.01:1～0.08:1，摻雜Mn離子為+2價，以替位摻雜形式占據ZnO和ZnS晶格中Zn離子位置。

2.根據權利要求1所述的核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS稀磁半導體異質納米材料，其特征在于：所述稀磁半導體異質納米材料具有室溫鐵磁性，居里溫度高于300K；具有紫外、可見光發光特性。

3.根據權利要求1或2所述的核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS稀磁半導體異質納米材料的制備方法，具有以下步驟：

步驟一、制備Mn:ZnO納米棒：

首先將分析純鋅鹽配置成70～90ml的濃度為0.05mol/L～0.1mol/L的無水乙醇或水溶液，然后按照錳離子和鋅離子摩爾比為0.01:1～0.08:1，向溶液中加入分析純錳鹽，在室溫下攪拌使鋅鹽和錳鹽充分溶解；

在持續攪拌條件下，向上述溶液中逐滴加入35ml～45ml濃度為0.5mol/L～0.8mol/L的氫氧化鈉無水乙醇或水溶液，使溶液PH值在10～14，溶液中的Zn離子、Mn離子與OH^-充分反應生成沉淀；

繼續攪拌20～30min，將生成沉淀的濁液轉入帶聚四氟乙烯內膽的不銹鋼反應釜中，控制填充率70%～90%，并將反應釜密封后置于高溫烘箱內，升溫至120℃～150℃，保溫12～18小時，得到的納米棒長度為100～800nm，直徑為20～60nm；

待反應釜冷卻至室溫，將內膽中的沉淀物收集、洗滌、干燥即得到Mn:ZnO納米棒，備用；

步驟二、制備核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS異質納米材料：

將步驟一中制備的Mn:ZnO納米棒超聲分散于25ml～50ml的濃度0.25mol/L～0.4mol/L的硫代乙酰胺無水乙醇或水溶液，并充分攪拌使納米棒分散均勻，得到懸濁液；

將上述懸濁液置于水浴鍋中，在50℃～70℃條件下進行0.5～2小時的硫化反應，使Mn摻雜ZnO納米棒表面生成Mn:ZnS納米顆粒；

反應結束后將沉淀洗滌、干燥即得到核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS稀磁半導體異質納米材料。

4.根據權利要求3所述的核殼型Mn:ZnO/Mn:ZnS稀磁半導體異質納米材料的制備方法，其特征在于：所述分析純鋅鹽為乙酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅中的任意一種，所述分析純錳鹽為乙酸錳、硝酸錳、氯化錳、硫酸錳中的任意一種。