[發(fā)明專利]氧化鋅包覆氧化銅納米線的異質(zhì)結(jié)陣列的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110737254.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113517374B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳子博;吳強(qiáng);李雪;何倩;焦云飛;韓旭然;陳劍宇;應(yīng)世強(qiáng);李誼;馬延文
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué);南京億浦先進(jìn)材料研究院有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0336;C23C14/08;C23C14/32;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發(fā)明公開了一種氧化鋅包覆氧化銅納米線的異質(zhì)結(jié)陣列的制備方法，本發(fā)明在液相法生長的氧化銅納米線的基礎(chǔ)上，將其作為反應(yīng)襯底，采用弧光放電等離子體技術(shù)將氧化鋅顆粒均勻沉積在氧化銅納米線表面，形成均勻穩(wěn)定的氧化鋅修飾的氧化銅納米線異質(zhì)結(jié)陣列結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的好處在于利用新型氣相沉積技術(shù)可在氧化銅納米線表面一步沉積氧化鋅顆粒，且氧化鋅涂層與氧化銅納米線表面具有強(qiáng)的結(jié)合力，且可大規(guī)模制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化鋅包覆氧化銅納米線的異質(zhì)結(jié)陣列的制備方法，屬于光電材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氧化鋅(ZnO)，是鋅的一種氧化物。難溶于水，可溶于酸和強(qiáng)堿。ZnO具有室溫寬度為3.37eV的直接帶隙，ZnO作為N型半導(dǎo)體的一個顯著特點(diǎn)為具有60meV的激子束縛能，這使得其在室溫或更高溫度下，激子能具有很好的穩(wěn)定性，從而保證其在低激發(fā)能下激子紫外光的有效發(fā)射。因此，ZnO的能帶隙和激子束縛能較大，透明度高，有優(yōu)異的常溫發(fā)光性能，在半導(dǎo)體領(lǐng)域的液晶顯示器、薄膜晶體管、發(fā)光二極管等產(chǎn)品中均有應(yīng)用。此外，微顆粒的氧化鋅作為一種納米材料也開始在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮作用。

光電器件的結(jié)構(gòu)大多采用PN結(jié)，因此對N型半導(dǎo)體ZnO進(jìn)行P型摻雜引起了人們的興趣，氧化銅(CuO)是一種典型的P型半導(dǎo)體材料，具有較好的光吸收率和較低的熱發(fā)射率。因此，氧化鋅與氧化銅構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)可在光電器件領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的ZnO與CuO構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的制備方法，多數(shù)為化學(xué)制備方法如水熱法、溶膠-凝膠法等，不僅工藝復(fù)雜而且存在環(huán)境污染等問題，導(dǎo)致無法大規(guī)模生產(chǎn)。

有鑒于此，確有必要對現(xiàn)有的制備方法提出改進(jìn)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備簡單且能大規(guī)模生成的氧化鋅包覆氧化銅納米線的異質(zhì)結(jié)陣列的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種氧化鋅包覆氧化銅納米線的異質(zhì)結(jié)陣列的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1：使用液相法制備氧化銅納米線；

步驟S2：取潔凈基體，將所述氧化銅納米線涂覆于所述基體上，得到反應(yīng)襯底；

步驟S3：將所述反應(yīng)襯底固定在物理氣相反應(yīng)室中的可旋轉(zhuǎn)的基座上，并使所述物理氣相反應(yīng)室呈中空狀態(tài)，采用弧光放電等離子體技術(shù)在所述反應(yīng)襯底上沉積氧化鋅沉積層；

步驟S4：釋放真空度，待所述物理氣相反應(yīng)室內(nèi)恢復(fù)至常壓狀態(tài)后打開所述物理氣相反應(yīng)室，得到氧化鋅顆粒包覆氧化銅納米線的異質(zhì)結(jié)陣列。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S1具體包括：

步驟S11：將取120g氫氧化鈉樣品置于反應(yīng)瓶內(nèi)加入超純水溶解至200mL后攪拌均勻得到氧化鈉溶液，取2mL乙二胺溶液注入所述氫氧化鈉溶液中得到混合溶液A；

步驟S12：取前驅(qū)體三水合硝酸銅并溶解于超純水中得到硝酸銅溶液，將所述硝酸銅溶液注入所述混合溶液A中攪拌10分鐘得到混合溶液B；

步驟S13：取150μL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的水合肼溶液，并注入所述混合溶液B中攪拌30min中得到混合溶液C，將所述混合溶液C在冰水浴中靜置1h后轉(zhuǎn)移至水浴鍋中水浴加熱，取上層反應(yīng)產(chǎn)物抽濾，用超純水、乙醇、丙酮分別清洗三次得到銅納米線陣列；

步驟S14：將所述銅納米線陣列加入500ml乙醇和水的混合液，得到混合溶液D，然后將所述混合溶液D加入圓底燒瓶中，通入氧氣，在70℃下攪拌8小時，得到所述氧化銅納米線。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S12中，所述硝酸銅溶液的制備為將0.241g前驅(qū)體三水合硝酸銅溶解于10mL超純水中制備獲取。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S13中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的所述水合肼溶液的體積還可以為200μL。