[發(fā)明專利]氮化硼納米棒的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN110116995B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寧;孫蓉;王海旭;楊光
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: C01B21/064
• 分類號: C01B21/064
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮化硼納米棒的制備方法。該氮化硼納米棒的制備方法，包括如下步驟：提供硼源、氮源、催化劑和溶劑；將所述硼源、所述氮源、所述催化劑和所述溶劑混合后進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物；將所述反應(yīng)產(chǎn)物離心處理，得到氮化硼納米棒。該制備方法中使用價(jià)格低廉，低毒或無毒的前驅(qū)體，從而提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，降低了成本；整個(gè)制備過程具有低溫可控的特點(diǎn)，并且最終得到了物相單一、高純度的氮化硼納米棒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮化硼納米棒的制備方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體行業(yè)，隨著摩爾定律的不斷延伸，行業(yè)對寬禁帶、高飽和速度、高導(dǎo)熱性、高擊穿電壓的要求越來越高，相應(yīng)地，半導(dǎo)體材料已經(jīng)從第一代、第二代窄禁帶的硅（禁帶帶隙Eg=1.12 eV）、砷化鎵（Eg=1.42 eV）發(fā)展到了第三代的碳化硅（Eg=3.25 eV, 4H-SiC）、氮化鎵（Eg=3.44 eV）。氮化硼（BN）是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，其六方相（P63/mmc）具有類石墨結(jié)構(gòu)（Eg=5.9 eV），也稱白石墨，具有導(dǎo)熱、絕緣及潤滑的功能；其立方相（F 3m）具有類金剛石結(jié)構(gòu)（Eg=6.6 eV），具有導(dǎo)熱、絕緣、硬度高等特點(diǎn)。作為具有更寬禁帶的BN（Eg5 eV），其在超大規(guī)模集成電路的制造，尤其是5G技術(shù)的實(shí)施中必將發(fā)揮更大的作用。

目前常見的氮化硼（BN）納米結(jié)構(gòu)主要是納米片和納米管，比如專利CN103626141A將酸、高錳酸鉀、雙氧水和六方氮化硼粉末一起反應(yīng)，采用化學(xué)剝離制備了BN納米片，專利CN105036096A采用反應(yīng)氣體渦旋制備了高純度BN納米管，專利CN103803513A以碳納米管為模版，采用化學(xué)氣相沉積法制備了BN納米管。而BN納米棒的制備則比較少見，專利CN102120568A采用先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法，在碳納米管中生長了直徑小于50納米的BN納米棒。在現(xiàn)有技術(shù)中，所使用的原料或溶劑，如濃硝酸具有強(qiáng)腐蝕性，二甲苯、甲苯或二甲基甲酰胺具有一定的生物毒性，環(huán)硼氮烷具有易燃易爆及價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。此外，現(xiàn)有技術(shù)需要在1000℃以上使前驅(qū)體裂解才能得到BN納米棒，能源消耗較大。因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種氮化硼納米棒的制備方法，旨在解決現(xiàn)有氮化硼納米棒的制備條件非常苛刻，而且具有危險(xiǎn)性和成本高的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種氮化硼納米棒的制備方法，包括如下步驟：

提供硼源、氮源、催化劑和溶劑；

將所述硼源、所述氮源、所述催化劑和所述溶劑混合后進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物；

將所述反應(yīng)產(chǎn)物離心處理，得到氮化硼納米棒。

本發(fā)明提供的氮化硼納米棒的制備方法是一種利用溫和的水熱反應(yīng)制備氮化硼納米棒的方法，該方法中使用價(jià)格低廉，低毒或無毒的前驅(qū)體，從而提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，降低了成本；整個(gè)制備過程具有低溫可控的特點(diǎn)，并且最終得到了物相單一、高純度的氮化硼納米棒。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氮化硼納米棒的制備方法，包括如下步驟：

S01：提供硼源、氮源、催化劑和溶劑；

S02：將所述硼源、所述氮源、所述催化劑和所述溶劑混合后進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物；

S03：將所述反應(yīng)產(chǎn)物離心處理，得到氮化硼納米棒。