[發明專利]一種ZnMgO納米柱及其制備方法

有效

• 申請號: 201711272769.9
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107827369B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 余璇;于曉明
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: C03C17/25
• 分類號: C03C17/25;C01G9/02;C01F5/06;B82Y40/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 賈森君

本發明涉及一種ZnMgO納米柱及其制備方法，該ZnMgO納米柱基于ZnMgO種子層生長得到。其制備方法主要包括：制備帶有ZnMgO種子層的襯底和配制納米柱前驅溶液，其中，ZnMgO種子層采用快速升溫退火方法處理，納米柱前驅溶液中Zn²⁺/Mg²⁺/pH值緩沖劑三者的摩爾比為(1?x):x:1，0＜x≤0.3；然后在反應容器經水熱反應、干燥后得到化學結構組成為Mg_xZn_1?xO的ZnMgO納米柱，0＜x≤0.3。本發明制備方法簡單，成本低，溶液組分易調控，可重復性強，適用于大面積商業化生產制造，且制備得到的ZnMgO納米柱具有強光散射性能，在太陽能電池以及光探測器件等領域有重要應用前景。

技術領域

本發明涉及一種ZnMgO納米柱及其制備方法，屬于半導體材料技術領域。

本發明中下列表達式的意義為：

HMT：六亞甲基四胺。

背景技術

半導體材料是支撐現代信息社會的基石，也是新能源開發和利用的基礎。其中，ZnO基半導體材料由于在紫外光電探測器、發光二極管及激光器、薄膜晶體管等方面的重要應用，已成為當今國際前沿課題。

通過Mg摻雜，可實現對ZnO能帶的調控，從而使ZnO基半導體材料獲得更廣泛的應用。因此，ZnMgO(Mg摻雜ZnO)納米材料已經得到了廣泛關注和研究。特別是在光電子器件制備中，能夠調制各組成光學常數和基本帶隙寬度，又保持晶格常數接近，這對于構筑有效異質結是非常重要的。并且，ZnMgO納米柱材料的光散射特性對光電器件的性能起著決定性的作用。

然而，對于ZnMgO納米柱材料的光散射性能的可控生長，現有技術卻少有研究。而ZnMgO納米柱材料的光散射特性對太陽能電池等光電器件的性能起著極其重要的作用，為了有效地提高ZnMgO納米柱材料的光散射特性，充分發揮其在器件中的陷光作用，進而提高器件的性能，迫切需要一種能提高ZnMgO納米柱光散射性能的ZnMgO納米柱制備方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提出了一種能提高ZnMgO納米柱光散射性能的ZnMgO納米柱制備方法。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種ZnMgO納米柱的制備方法，所述制備方法主要包括以下步驟：

a.配制納米柱前驅溶液：稱取Zn²⁺溶液、Mg²⁺溶液、pH值緩沖劑，Zn²⁺/Mg²⁺/pH值緩沖劑三者的摩爾比為(1-x):x:1，其中0＜x≤0.3，然后將Zn²⁺溶液、Mg²⁺溶液混合于去離子水中形成溶液，再向溶液中加入pH值緩沖劑，靜置，得到納米柱前驅溶液；

b.制備ZnMgO納米柱：在反應容器中添加上述配制得到的納米柱前驅溶液，然后浸入帶有ZnMgO種子層的襯底，密封，經水熱反應、干燥后得到ZnMgO納米柱。

在上述的一種ZnMgO納米柱的制備方法中，所述Zn²⁺溶液包括但不限于Zn(NO₃)₂·6H₂O、Zn(CH₃COO)₂·2H₂O中的一種。

在上述的一種ZnMgO納米柱的制備方法中，所述Mg²⁺溶液包括但不限于Mg(NO₃)₂、Mg(CH₃COO)₂·4H₂O中的一種。