CN101328609B - 一种气相沉积制备锡掺杂氧化锌纳米线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种简单的合成Sn掺杂ZnO纳米线的方法-气相沉积方法，这种方法不需要球磨设备。使用的氩气流量较小，加热温度偏低，加热时间较短，大大节约了生产成本。另外，制备过程中也不需要加入异质催化剂，因而可以完全避免杂质对纳米线性能的影响。结果分析表明本发明制备的产物纯度很高，没有形成杂质相，说明本发明的方法是合成高质量Sn掺杂ZnO纳米线的一种有效手段。

Description

一种气相沉积制备锡掺杂氧化锌纳米线的方法
技术领域
本发明属于半导体纳米材料制备技术领域，主要是提供了一种将锡掺杂入氧化锌纳米线的方法。
背景技术
氧化锌(ZnO)是一种短波光电信息功能材料，具有六方纤维锌矿结构，室温下的禁带宽度为3.36eV，激子激活能达60meV，比同是宽禁带材料的ZnSe(20meV)和GaN(21meV)都高出许多，这使得ZnO可以有效地工作于室温(26meV)及更高的温度。此外，ZnO具有很好的化学稳定性和热稳定性，抗辐射损伤能力也很强。它原料易得、价廉、耐用性好，属于环境友好材料，而且制备方法多种多样，甚至可以在低温条件下沉积在玻璃或塑料衬底上。ZnO半导体在紫外激光器、紫外发光二极管、紫外探测器、压电和表面声波器件等领域都有着巨大的应用前景。但是要发展这种光电子器件，需要解决的一个重要问题是如何制备出掺杂的ZnO半导体。ZnO中典型的掺杂元素有III族的B、Al、In、Ga和IV族的Sn、Pb等。其中Sn掺杂可以提供施主离子，从而获得高的电子载流子浓度，因而Sn掺杂入ZnO后有望获得高的电导率和良好的场发射性能，另外，Sn的掺杂也可以改变ZnO的禁带宽度。随着纳米科学与技术的发展，Sn掺杂ZnO纳米结构也逐渐受到人们的广泛关注。Li等将ZnO、SnO2和C粉混合球磨24小时后将粉末热蒸发来获得Sn掺杂ZnO纳米线[Seu Yi Li，Pang Lin，Chia YingLee，Tseung Yuen Tseng，Chorng Jye Huang，J.Phys.D：Appl.Phys.37(2004)2274-2282]。Bae等采用热蒸发的方法在氩气流量为500ml/min，温度为800～1000℃的条件下加热2小时获得了Sn掺杂ZnO纳米线[Seung Yong Bae，Chan Woong Na，Ja Hee Kang，Jeunghee Park，J.Phys.Chem.B，109(2005)2526-2531]。本发明采用一种简单的、低成本的方法来制备Sn掺杂ZnO纳米线。本发明不需要球磨设备，采用Zn和Sn粉作为蒸发源，在较低温度(790～810℃)和低氩气流量(40～55ml/min)条件下，获得了大量高纯度的Sn掺杂ZnO纳米线，从而大大降低了生产成本。
发明内容
本发明提供了一种简单的合成Sn掺杂ZnO纳米线的方法-气相沉积方法，这种方法不需要球磨设备。使用的氩气流量较小，加热温度偏低，加热时间较短，大大节约了生产成本。另外，制备过程中也不需要加入异质催化剂，因而可以完全避免杂质对纳米线性能的影响。结果分析表明本发明制备的产物纯度很高，没有形成杂质相，说明本发明的方法是合成高质量Sn掺杂ZnO纳米线的一种有效手段。
本发明制备的Sn掺杂ZnO纳米线为六方纤维锌矿结构，形成单相固溶体，Sn的掺杂含量为1.0～4.3％(摩尔百分比)，纳米线的直径约5～70nm，长度为10～16μm。
本发明的制备方法如下：
1)将Sn和Zn粉末混合后放入耐热容器中，上面覆盖有耐热导电材料作为接收衬底；
2)将所述的耐热容器放入管式炉中，升温到790～810℃，保温时间为20～30min；管式炉中的气压保持在常压状态，通入氩气的流量为40～55ml/min。
3)炉子自然冷却到室温后，在接收衬底上沉积有一层白色产物。
本发明的另一个实施方案是：所述的耐热容器是刚玉舟。
本发明的再一个实施方案是所述的耐热导电材料是硅片。
本发明的优点
本发明使用的设备简单，不需要球磨设备。以Sn和Zn粉为蒸发源，采用的氩气流量较小，加热温度偏低，加热时间较短。操作工艺简单易行，成本低廉，反应条件容易控制，适合规模化工业生产，是合成高品质Sn掺杂ZnO纳米线的一种有效手段。
本发明制备出的Sn掺杂ZnO纳米线的纯度非常高，不含有杂质相。
通过控制工艺条件可以获得不同掺杂含量的Sn掺杂ZnO纳米线。
附图说明
图1硅衬底上样品的扫描电镜图谱。
图2样品的X射线衍射图谱。
图3样品的能谱图，Sn的含量为4.3％。
具体实施方式
实施例1
1)将Sn和Zn粉末混合后放入刚玉舟中，上面覆盖有硅片作为接收衬底。
2)将刚玉舟放入管式炉中，升温到790℃，保温时间为30min。管式炉中的气压保持在常压状态，通入氩气的流量为40ml/min。
3)炉子自然冷却到室温后，在硅衬底上沉积有一层白色产物。
实施例2
1)将Sn和Zn粉末混合后放入刚玉舟中，上面覆盖有硅片作为接收衬底。
2)将刚玉舟放入管式炉中，升温到800℃，保温时间为27min。管式炉中的气压保持在常压状态，通入氩气的流量为50ml/min。
3)炉子自然冷却到室温后，在硅衬底上沉积有一层白色产物。
实施例3
1)将Sn和Zn粉末混合后放入刚玉舟中，上面覆盖有硅片作为接收衬底。
2)将刚玉舟放入管式炉中，升温到810℃，保温时间为20min。管式炉中的气压保持在常压状态，通入氩气的流量为55ml/min。
3)炉子自然冷却到室温后，在硅衬底上沉积有一层白色产物。

Claims (3)

1.一种气相沉积制备锡掺杂氧化锌纳米线的方法，其特征是： 
1)将Sn和Zn粉末混合后放入耐热容器中，上面覆盖有耐热导电材料作为接收衬底； 
2)将所述的耐热容器放入管式炉中，升温到790～810℃，保温时间为20～30min；管式炉中的气压保持在常压状态，通入氩气的流量为40～55ml/min；
3)炉子自然冷却到室温后，在接收衬底上沉积有一层白色产物。 
2.如权利要求1所述的一种气相沉积制备锡掺杂氧化锌纳米线的方法，其特征是：所述的耐热容器是刚玉舟。 
3.如权利要求1、2所述的一种气相沉积制备锡掺杂氧化锌纳米线的方法，其特征是：所述的耐热导电材料是硅片。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101935875B (zh) * 2010-09-14 2012-02-15 浙江大学 一种Sn掺杂的ZnO超细纳米线及其合成方法
CN102225871B (zh) * 2011-04-20 2012-11-28 北京科技大学 一种Sn催化的Ga掺杂ZnO纳米线的制备方法
CN103578938B (zh) * 2013-11-20 2016-06-08 北京科技大学 一种Sn掺杂ZnO半导体材料及制备方法、及其应用
US10829605B2 (en) 2015-07-02 2020-11-10 Sabic Global Technologies B.V. Process and material for growth of adsorbed compound via nanoscale-controlled resistive heating and uses thereof
CN106430292B (zh) * 2016-09-21 2018-03-20 浙江大学 一种ZnO@SnO2树枝状异质结构纳米材料及其制备方法
MD4517C1 (ro) * 2016-10-11 2018-04-30 Государственный Университет Молд0 Procedeu de obţinere a monocristalelor de ZnO din faza gazoasă fără germene

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1588569A (zh) * 2004-10-09 2005-03-02 北京科技大学 一种制备高产量氧化锌纳米电缆的方法
CN1590302A (zh) * 2003-08-29 2005-03-09 中国科学院过程工程研究所 一种制备具有高电导率的超细氧化锌粉体的共沉淀方法
CN1800029A (zh) * 2005-12-30 2006-07-12 北京科技大学 一种超细氧化锌纳米线及其制备方法
CN101045553A (zh) * 2007-04-06 2007-10-03 北京科技大学 一种锡掺杂氧化锌纳米线的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1590302A (zh) * 2003-08-29 2005-03-09 中国科学院过程工程研究所 一种制备具有高电导率的超细氧化锌粉体的共沉淀方法
CN1588569A (zh) * 2004-10-09 2005-03-02 北京科技大学 一种制备高产量氧化锌纳米电缆的方法
CN1800029A (zh) * 2005-12-30 2006-07-12 北京科技大学 一种超细氧化锌纳米线及其制备方法
CN101045553A (zh) * 2007-04-06 2007-10-03 北京科技大学 一种锡掺杂氧化锌纳米线的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭敏等.一种在固定基底上制备高度取向氧化锌纳米棒的新方法.《化学学报》.2003,第61卷(第8期),1165-1168. *
陈红升等.Sn 掺杂ZnO 半导体纳米带的制备、结构和性能.《物理化学学报》.2007,第23卷(第1期),55-58. *

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