[發(fā)明專利]一種ZnO-Ga2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810057491.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN108265275B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐春祥;游道通;張煒;趙杰;石增良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35;C23C14/08;C23C14/24;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種ZnO?Ga₂O₃核殼納米線的制備方法，該核殼納米線是由ZnO核層和Ga₂O₃殼層構(gòu)成，制備步驟如下：1)將ZnO粉末和碳粉末混合研磨，填入容器內(nèi)并置于一端開口的石英管的封閉端，將清洗干凈的生長(zhǎng)基底放置于石英管管口位置處；然后將該石英管置于管式爐中，封閉管式爐后抽真空并通入氬氣和氧氣，反應(yīng)結(jié)束后在生長(zhǎng)基底上生長(zhǎng)有ZnO納米線陣列；2)將步驟1)得到ZnO納米線陣列放入磁控濺射儀中，在ZnO納米線表面濺射一層Ga₂O₃鞘層薄膜，得到ZnO?Ga₂O₃核殼納米線；本發(fā)明通過簡(jiǎn)單的氣相傳輸法和磁控濺射方法，在ZnO納米線上生長(zhǎng)不同厚度、尺寸均一、分布均勻的Ga₂O₃殼層薄膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種ZnO-Ga₂O₃核殼結(jié)構(gòu)納米線的制備方法，屬于納米線的制備方法領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，半導(dǎo)體納米異質(zhì)結(jié)，由于其含有不同的成分，在紫外探測(cè)、發(fā)光器件、催化和氣敏等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。材料的性能受其成分、形貌和尺寸的影響，因此生長(zhǎng)不同成分、形貌和尺寸的納米異質(zhì)結(jié)引起了人們極大的興趣。作為寬禁帶半導(dǎo)體材料，ZnO和Ga₂O₃在紫外探測(cè)、發(fā)光器件、催化和氣敏等領(lǐng)域都展現(xiàn)了優(yōu)異的性能。與單一的成分相比，ZnO-Ga₂O₃復(fù)合材料納米異質(zhì)結(jié)在紫外探測(cè)、發(fā)光器件、催化和氣敏顯示出更優(yōu)異的性能，兩者之間協(xié)同效應(yīng)大大提高了材料的性能。

現(xiàn)在采用的ZnO-Ga₂O₃核殼復(fù)合材料制備方法一般包括：表面反應(yīng)法、種子沉積法、微乳液法、水熱法、自組裝法、溶膠凝膠法、電沉積法、模板法、置換法、超聲化學(xué)法等。對(duì)于ZnO-Ga₂O₃的核殼結(jié)構(gòu)材料而言，要使殼層材料達(dá)到均勻、致密的包覆效果，一般需要采用溶膠凝膠法、模板法等手段，但是溶液制備環(huán)境復(fù)雜、工藝穩(wěn)定性差，難以進(jìn)行大面積生長(zhǎng)和工業(yè)化推廣應(yīng)用，并且將ZnO基片多次或者長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水溶液中，這一過程將會(huì)引入更多的ZnO表面缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種ZnO-Ga₂O₃核殼結(jié)構(gòu)納米線的制備方法，該方法操作簡(jiǎn)易、可重復(fù)強(qiáng)，可生長(zhǎng)不同厚度、尺寸均一、分布均勻的Ga₂O₃殼層薄膜。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種ZnO-Ga₂O₃核殼納米線的制備方法，該核殼結(jié)構(gòu)的納米線是由ZnO核層和Ga₂O₃殼層構(gòu)成，制備步驟如下：

1)ZnO納米線陣列的制備：將ZnO粉末和碳粉末混合研磨直至無顆粒感后填入容器內(nèi)，之后將該容器置于一端開口的石英管的封閉端，之后將清洗干凈的生長(zhǎng)基底放置于石英管內(nèi)部的管口位置處；然后將該石英管置于管式爐中，封閉管式爐后抽真空，并通入氬氣和氧氣，反應(yīng)結(jié)束后在生長(zhǎng)基底上生長(zhǎng)有ZnO納米線陣列；

2)ZnO-Ga₂O₃核殼納米線的制備：將步驟1)得到ZnO納米線陣列放入磁控濺射儀中，在ZnO納米線表面濺射一層Ga₂O₃鞘層薄膜，得到ZnO-Ga₂O₃核殼納米線；

其中：

步驟1)所述的ZnO粉末和碳粉末的純度均為99.97wt％～99.99wt％；所述的將ZnO粉末和碳粉末混合研磨，ZnO粉末和碳粉末的質(zhì)量比為1：1～1：3。