CN103397382B - 氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体薄膜制备技术领域，尤其涉及一种氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法。本发明的技术方案为：氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，包括以下步骤：1）采用高度（001）取向的ZnO作为种子层，将ZnO种子层放入硝酸锌（Zn(NO₃)₂）、聚乙烯亚胺（PEI）和六次甲基四胺（HMT）水溶液中外延生长得到（001）择优取向的超长ZnO纳米棒阵列薄膜；2）对薄膜进行快速退火处理，提高ZnO阵列薄膜光致发光性能。该技术能够实现ZnO纳米棒在高于100℃下的连续生长，高温生长条件改善了纳米棒的结晶质量，内部缺陷明显减少，具有优良的光电性能，更有利于在染料敏化太阳能电池、紫外探测器、场效应晶体管、发光二级管、纳米发电机等光电器件中的应用。

Description

氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法

技术领域

本发明属于半导体薄膜制备技术领域，尤其涉及一种氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法。

背景技术

氧化锌是一种宽带隙（3.37eV）的半导体材料，具有良好的光电、压电、催化等性能。近年来，随着纳米技术的发展，科学家们发现一维ZnO阵列结构在传感器、发光二极管、太阳能电池及纳米发电机等领域具有良好的发展前景，制备纳米线、纳米棒、纳米管等一维氧化锌是国内外研究热点之一。

ZnO作为一种宽禁带透明半导体材料，激子结合能高达60meV，具有优良的激子复合发光性能，适用于研制紫外激光器。

在申请人之前的专利（一种控制氧化锌纳米棒、纳米管阵列取向和形貌的方法，CN200810016893.3）中，曾提出一种液相法制备ZnO纳米棒/纳米管的方法，但水热反应温度是在低于100℃条件下，生长2-12小时获得垂直生长的ZnO纳米棒阵列薄膜，ZnO纳米棒的长度不超过10μm，而且结晶质量较差，使得其光致发光性能在500-700nm区间内有一个明显的缺陷发射峰，本征发射峰相对较弱，无法满足ZnO纳米棒阵列薄膜器件性能要求。

目前，对于超长ZnO纳米线阵列薄膜报道的很多，例如L.Wen,等人利用化学气相法，在950℃的高温下，成功的在硅片上制备出180μm超长ZnO纳米棒阵列薄膜，（L.Wen,K.M.Wong,Y.Fang,M.Wu,Y.Lei.Fabricationandcharacterizationofwell-aligned,highdensityZnOnanowirearraysandtheirrealizationsinSchottkydeviceapplicationsusingatwo-stepapproach,J.Mater.Chem.,2011,21,7090-7097），DiGao等利用两步低温（82-87度）水热法成功制备了30μm的ZnO纳米棒阵列薄膜，（C.XuandD.Gao.Two-StageHydrothermalGrowthofLongZnONanowiresforEfficientTiO2Nanotube-BasedDye-SensitizedSolarCells,J.Phys.Chem.C,2012,116(12):7236–7241.），JijunQiu等利用低温水热法制备40μm的高长径比超长ZnO纳米棒阵列薄膜，（J.Qiu,X.Li,W.He,S.J.Park,H.K.Kim,Y.H.Hwang,J.H.Lee,Y.D.Kim.ThegrowthmechanismandopticalpropertiesofultralongZnOnanorodarrayswithahighaspectratiobyapreheatinghydrothermalmethod,2009,20(15):155603.）但在他们工作中，都没能获得高结晶质量及高紫外光发射的ZnO纳米线阵列薄膜，因此合成高结晶质量，低表面缺陷的ZnO纳米棒阵列薄膜，对其在光电器件中应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，本方法可实现ZnO纳米棒在具有ZnO种子层或与纤锌矿ZnO具有相似晶格的衬底上外延生长；通过控制水热生长温度、生长溶液的组成及体积等因素，可以使ZnO纳米棒的长度高达100μm，是目前溶液法制备ZnO纳米棒最高长度。并且，通过该方法获得的超长ZnO纳米棒结晶质量及光致发光性能显著提高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1）采用高度（001）取向的ZnO作为种子层，将ZnO种子层放入硝酸锌（Zn(NO₃)₂）、聚乙烯亚胺（PEI）和六次甲基四胺（HMT）水溶液中外延生长得到（001）择优取向的超长ZnO纳米棒阵列薄膜；

2）对薄膜进行快速退火处理，提高ZnO阵列薄膜光致发光性能。

本发明所述ZnO种子层采用溶胶-凝胶旋涂法、提拉法、喷涂法、磁控溅射、化学气相沉积或激光脉冲沉积方法在多种衬底上制备。

本发明所述的溶胶-凝胶法在多种衬底上制备实心或中空ZnO种子层薄膜方法，采用以下步骤：

a.配制种子层前驱体溶液：将等摩尔乙酸锌和稳定剂依次溶解到乙醇中，乙酸锌的浓度为0.075-0.3M，充分搅拌后，密封均化制成种子层前驱体溶液；

b.沉积衬底的清洗：将衬底进行彻底的清洗；

c.沉积ZnO种子层：将种子层前驱体溶液以3000-7500转/min的速度旋涂到衬底表面；

d.将涂胶后的衬底在180-300℃下蒸发溶剂或热解5min以上；转移到快速退火炉中，在300-800℃快速热处理30-60min，得到实心的ZnO种子层。

本发明所述稳定剂是单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或乙酰丙酮。

本发明所述的在溶液中外延生长制备出（001）择优取向的超长ZnO纳米棒阵列薄膜的方法，采用以下步骤：

a.配制外延生长溶液：所用的试剂为等摩尔量的硝酸锌和六次甲基四胺，其浓度为0.01-0.15mol/L，添加聚乙烯亚胺作为ZnO纳米棒的外延生长调节剂，其浓度为20-100mmol/L；

b.将外延生长的溶液在80-150℃下的密闭容器中预热0.5-5h；

c.将实心ZnO种子层薄膜采用面向下的方式放入外延生长溶液中，从80-100℃阶梯升温到130-150℃，生长1-48h；

d.将生长完的薄膜取出，并保持面向下快速放入去离子水中静止浸泡30min后转入无水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥，保存。

本发明所述的对薄膜进行快速退火处理，调节ZnO阵列薄膜光致发光性能，采用以下步骤：

a.将制备好的ZnO薄膜放在快速退火炉中，在惰性气体或还原性气体，200-500℃温度条件下退火0.5-2h；

b.退火处理完成后，在保持气氛条件不变的情况下，将ZnO薄膜随炉冷却至室温，取出保存。

本发明所述惰性气体为He、Ar或N₂，所述还原性气体为含5%-10%H₂的Ar气。

本发明所述（001）择优取向ZnO种子层，包括本征ZnO薄膜、掺杂ZnO薄膜。

所述的衬底为普通玻璃，ITO、FTO导电玻璃，单晶硅片，镀Pt硅片、蓝宝石等多种衬底。

生长溶液的pH是可以调节的，在溶液中加入NaOH、氨水、KOH、LiOH等碱性物质提高溶液pH（9-13），或在溶液中加入盐酸、硫酸、硝酸等酸性物质降低溶液的pH（8-9），通过调节pH可控制ZnO纳米棒生长，优化ZnO纳米棒的形貌尺寸。

本发明的方法，更具体的制备步骤如下：

(1)配制种子层前驱体溶液：将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺（0.3-0.075M）依次溶解到乙醇中，充分搅拌后，密封均化4h以上；

(2)沉积衬底的清洗：将硅酸盐玻璃、ITO或FTO导电玻璃、镀Pt硅片、单晶硅片和蓝宝石等衬底材料，先用乙醇:异丙醇:丙酮的1:1:1溶液超声清洗，再用去离子水超声清洗并烘干。

(3)沉积ZnO种子层：将沉积衬底转移到匀胶机上，滴加步骤(1)配制的前驱体溶液，待均匀分散后以3000-7500转/min的速度旋转30s。

(4)将涂胶后的衬底在180-300℃下蒸发掉溶剂或热解5min以上；转移到快速退火炉中，在300-800℃快速热处理30-60min，得到实心的ZnO种子层。

(5)生长ZnO纳米棒：配制外延溶液，其中所用的试剂为等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.01-0.15mol·L^-1，添加20-100mmol·L^-1聚乙烯亚胺作为ZnO纳米棒的外延生长调节剂。

（6）将外延生长溶液在80-150℃下的密闭容器中预热0.5-5h；将实心ZnO种子层薄膜采用面向下的方式放入外延生长溶液中，从80-100℃阶梯升温到130-150℃，生长1-48h；

(7)清洗ZnO纳米棒薄膜：将生长完的薄膜取出，并保持面向下快速放入热的去离子水中静止浸泡30min后，转入无水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥；

(8)将制备好的ZnO薄膜放在快速退火炉中，通入惰性气体（He、Ar或N₂）或还原性气体（含5%-10%H₂的Ar气），在200-500℃温度条件下退火0.5-2h。退火处理完成后，在保持该气氛条件不变的情况下，将ZnO薄膜随炉冷却至室温，取出保存。

本发明的有益效果是：该方法中，在PEI作为稳定剂的前提下，利用程控升温水热合成方法，通过提高水热合成温度（控制ZnO的合成温度由80℃逐渐提高到150℃），在多种衬底上制备出具有高紫外发光性能的ZnO纳米棒阵列薄膜，并且纳米棒直径和长度均匀，尺寸可控。通过提高聚乙烯亚胺（PEI）的浓度，允许ZnO纳米棒可以在高温（大于100℃）下生长，克服了低温下PEI对ZnO纳米棒的腐蚀作用，在大于100℃的高温下，ZnO纳米棒连续生长，很少产生沉淀，是能够实现程控阶梯升温的关键所在。

该方法可以显著提高单次生长ZnO纳米棒的长度，一次生长达100μm以上，远高于已报到的水热合成技术结果。该技术能够实现ZnO纳米棒在高于100℃下的连续生长，高温生长条件改善了纳米棒的结晶质量，内部缺陷明显减少，具有优良的光电性能，更有利于在染料敏化太阳能电池、紫外探测器、场效应晶体管、发光二级管、纳米发电机等光电器件中的应用。该方法制备的阵列薄膜可应用于紫外激光发光、纳米传感器、纳米晶太阳能电池（包括染料敏化太阳能电池、无机极薄吸收层太阳能电池和量子点太阳能电池）、纳米发电机等方面。

附图说明

图1中图1-a是实施例1溶胶-凝胶法制备的ZnO种子层的断面FESEM图，

图1-b是实施例1溶胶-凝胶法制备的ZnO种子层的表面FESEM图，

图2是实施例1程控阶梯升温工艺图，

图3是在等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.05mol·L^-1，添加20mmol·L^-1聚乙烯亚胺生长溶液中，95℃下生长21h制备的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图4是在等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.05mol·L^-1，添加20mmol·L^-1聚乙烯亚胺生长溶液中，利用图2的阶梯升温工艺，90-150℃程控阶梯升温的条件下生长21h，获得的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图5是退火前，直接95℃和利用图2的90-150℃阶梯升温水热生长ZnO纳米棒阵列薄膜室温PL光谱对比图。

图6是退火后，直接95℃和利用图2的90-150℃阶梯升温水热生长ZnO纳米棒阵列薄膜室温PL光谱对比图。

图7是实施例2阶梯升温工艺图。

图8是实施例2在等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.15mol·L^-1，添加60mmol·L^-1聚乙烯亚胺生长溶液中，利用图7的阶梯升温工艺，80-150℃阶梯升温的条件下生长16h，获得的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图9是实施例3在等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.15mol·L^-1，添加60mmol·L^-1聚乙烯亚胺生长溶液中，利用图2的90-150℃阶梯升温的条件下生长21h，获得的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图10是实施例4在等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.05mol·L^-1，添加20mmol·L^-1聚乙烯亚胺生长溶液中，利用图2的90-150℃阶梯升温条件下生长21h，在具有特种取向的AZO衬底上外延生长ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图11是实施例5在等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.05mol·L^-1，添加20mmol·L^-1聚乙烯亚胺生长溶液中，加入硝酸调节pH为8.0，利用图2的90-150℃阶梯升温条件下生长21h，在AZO衬底上生长的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图12是实施例5pH为10的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图13是实施例6添加10mmol·L^-1聚乙烯亚胺的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图14是实施例6添加60mmol·L^-1聚乙烯亚胺的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

图15是实施例6添加100mmol·L^-1聚乙烯亚胺的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

具体实施方式

下面的实例旨在举例说明本发明，而不是要以任何方式限制本发明。

实施例1

(1)配制种子层前驱体溶液：将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺0.3M依次溶解到乙醇中，充分搅拌后，密封均化4h以上；

(2)沉积衬底的清洗：将ITO导电玻璃先用乙醇:异丙醇:丙酮的1:1:1溶液超声清洗30min，再用去离子水超声清洗10min并烘干。

(3)旋涂ZnO前驱体溶液：将沉积衬底转移到匀胶机上，滴加步骤(1)配制的前驱体溶液，待均匀分散后以6000转/min的速度旋转30s。

(4)溶剂的蒸发：将旋涂后的衬底转移到电热板上，在180-300℃条件下蒸发溶剂或热解5min以上。

(5)ZnO种子层薄膜的晶化：转移到快速退火炉中，300-800℃快速热处理30-60min，得到实心的ZnO种子层。其表面及断面形貌如图1所示，图1-a和图1-b分别为ZnO种子层的断面和表面FESEM照片，可以看出ZnO种子为实心的圆球状，直径大约为30nm。

(6)生长ZnO纳米棒：配制外延生长溶液，其中所用的试剂为等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.05mol·L^-1，添加20mmol·L^-1聚乙烯亚胺作为ZnO纳米棒的外延生长调节剂。将外延生长溶液在95℃下的密闭容器中预热2小时；将实心ZnO种子层薄膜采用顶面向下方式放入外延溶液中，利用图2的阶梯升温示意图，在90-150℃阶梯升温的条件下密闭容器中生长时间为21小时。得到图4的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

(7)清洗ZnO纳米棒薄膜：将生长完的薄膜取出，并保持面向下快速放入热的去离子水中静止浸泡30min后，转入无水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥。

图3为不使用本发明的阶梯升温方式，只在95℃下保温21小时后，获得获得ZnO纳米棒阵列薄膜的FESEM断面图。图4利用图2的在90-150℃程控阶梯升温的条件下生长21h，获得的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。

通过对比可以看出使用同样的种子层衬底，传统单温度水热法生长氧化锌纳米棒的长度只有15μm，而使用阶梯升温水热方法获得ZnO纳米棒的长度约为80μm，且直立性较好，直径50-150nm，表面光滑。

将上述两种方法制备的ZnO纳米棒阵列薄膜，即直接在95℃下保温21小时后，获得获得ZnO纳米棒阵列薄膜，和利用图2的在90-150℃阶梯升温的条件下生长21h，获得的ZnO纳米棒阵列薄膜，一起放在快速退火炉中，通入N₂，在350℃温度条件下退火0.5h。退火处理完成后，在保持气氛条件不变的情况下，将ZnO薄膜随炉冷却至室温，取出进行光致发光性能测试。图5为这两种ZnO纳米棒阵列薄膜退火前的PL测试图谱，图6为退火后的PL测试图谱。从图中可以看出，退火前，除在380nm处为ZnO纳米棒的本征激子复合发生峰之外，两种ZnO薄膜在500-700nm之间都具有ZnO纳米棒的缺陷发射峰，而低温下直接95℃生长的缺陷发射强度显著高于90-150℃阶梯升温生长的。退火后，两种薄膜的本征发射都明显增强，缺陷发生峰显著降低。明显的90-150℃阶梯升温生长获得的超长ZnO纳米棒具有更好光致发光性能，有利于该薄膜在光电领域器件里的应用。

实施例2

制备方法与测试同实施例1相同，但是程控升温工艺有所改变，如图7阶梯升温示意图。图8为在等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.15mol·L^-1，添加60mmol·L^-1聚乙烯亚胺生长溶液中，利用图7的阶梯升温工艺，80-150℃阶梯升温的条件下生长16h，获得的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图。该方法制备的ZnO纳米棒的直径50-150nm，长度约为50μm。说明升温过快会导致ZnO纳米棒的长度降低。

该方法获得的ZnO纳米棒的光致发光性能与实施例1中阶梯升温获得ZnO纳米棒阵列薄膜同样具有好的高的本征发射。

实施例3

制备方法与测试同实施例1相同，但是生长溶液的浓度为实施例1的3倍，即等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.15mol·L^-1，添加60mmol·L^-1聚乙烯亚胺作为ZnO纳米棒的外延生长调节剂。图9为该方法制备的ZnO阵列薄膜的断面FESEM图，ZnO纳米棒的直径100-250nm，长度约为150μm，说明提高浓度有利于ZnO纳米棒的长度提高，但ZnO纳米棒的直径也同样增加。

该方法获得的ZnO纳米棒的光致发光性能与实施例1中阶梯升温获得ZnO纳米棒阵列薄膜同样具有好的高的本征发射。

实施例4

沉积衬底的清洗：将AZO导电玻璃先用乙醇:异丙醇:丙酮的1:1:1溶液超声清洗30min，再用去离子水超声清洗10min并烘干。

生长ZnO纳米棒：配制外延生长溶液，其中所用的试剂为等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.05mol·L^-1，添加20mmol·L^-1聚乙烯亚胺作为ZnO纳米棒的外延生长调节剂。将外延生长溶液在95℃下的密闭容器中预热2h；将实心ZnO种子层薄膜采用顶面向下方式放入外延溶液中，利用图2的阶梯升温示意图，在90-150℃阶梯升温的条件下密闭容器中生长时间为21小时。

清洗ZnO纳米棒薄膜：将生长完的薄膜取出，并保持面向下快速放入热的去离子水中静止浸泡30min后，转入无水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥。图10为利用图2的在90-150℃阶梯升温条件下生长21h，在具有特种取向的AZO衬底上生长ZnO纳米棒的断面FESEM图，可以看出ZnO纳米棒表面光滑，统一按照一定的角度外延生长在AZO薄膜上，直径80-160nm，长度80μm。

该方法获得的ZnO纳米棒的光致发光性能与实施例1中阶梯升温获得ZnO纳米棒阵列薄膜同样具有好的高的本征发射。

实施例5

制备方法与测试同实施例4相同，但是通过加入硝酸调节生长溶液pH为8.0。图11为利用图2的在90-150℃阶梯升温条件下生长21h，在AZO衬底上生长的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图，可以看出ZnO纳米棒表面光滑，纳米棒的垂直外延生长在AZO薄膜上，直径200-400nm，长度20μm。

该方法获得的ZnO纳米棒的光致发光性能与实施例1中阶梯升温获得ZnO纳米棒阵列薄膜同样具有好的高的本征发射。

制备方法与测试同实施例4相同，只是pH为10，图12是其制备的ZnO纳米棒阵列薄膜的断面FESEM图，可以看出ZnO纳米棒表面光滑，纳米棒的垂直外延生长在AZO薄膜上，直径100nm，

在其他条件相同的情况下，变化规律是，PH越小，ZnO纳米棒的直径就增大，PH越大，ZnO直径就越小。

实施例6

PEI的浓度为10mmol·L^-1，其他制备方法与测试同实施例4相同，利用图2的在90-150℃阶梯升温条件下生长21h，获得ZnO纳米棒阵列薄膜见图13，长度为40μm，直径为150-200nm。

该方法获得的ZnO纳米棒的光致发光性能与实施例1中阶梯升温获得ZnO纳米棒阵列薄膜同样具有好的高的本征发射。

PEI的浓度为60mmol·L^-1，其他制备方法与测试同实施例4相同，利用图2的在90-150℃阶梯升温条件下生长21h，获得ZnO纳米棒阵列薄膜见图14，长度为40μm，直径为80-150nm。

PEI的浓度为100mmol·L^-1，其他制备方法与测试同实施例4相同，利用图2的在90-150℃阶梯升温条件下生长21h，获得ZnO纳米棒阵列薄膜见图15，长度为20μm，直径为80-100nm。

ZnO纳米棒的长度随PEI浓度变化，在PEI浓度为20mmol·L^-1时最长，之后随着浓度的增大而长度减小，直径减小。

Claims (7)

1.氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）采用（001）择优取向ZnO种子层作为种子层，将ZnO种子层放入硝酸锌（Zn(NO₃)₂）、聚乙烯亚胺（PEI）和六亚甲基四胺（HMT）水溶液中外延生长得到（001）择优取向的超长ZnO纳米棒阵列薄膜；

所述的在溶液中外延生长制备出（001）择优取向的超长ZnO纳米棒阵列薄膜的方法，采用以下步骤：

配制外延生长溶液：所用的试剂为等摩尔量的硝酸锌和六亚甲基四胺，其浓度为0.01-0.15mol/L，添加聚乙烯亚胺作为ZnO纳米棒的外延生长调节剂，其浓度为20-100mmol/L；

将外延生长的溶液在80-150℃下的密闭容器中预热0.5-5h；

将实心ZnO种子层薄膜采用面向下的方式放入外延生长溶液中，从80-100℃阶梯升温到130-150℃，生长1-48h；

将生长完的薄膜取出，并保持面向下快速放入去离子水中静止浸泡30min后转入无水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥，保存；

2）对薄膜进行快速退火处理，提高ZnO阵列薄膜光致发光性能。

2.根据权利要求1所述的氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，其特征在于：所述ZnO种子层采用溶胶-凝胶旋涂法、提拉法、喷涂法、磁控溅射、化学气相沉积或激光脉冲沉积方法在多种衬底上制备。

3.根据权利要求2所述的氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，其特征在于：所述的溶胶-凝胶法在多种衬底上制备实心ZnO种子层薄膜方法，采用以下步骤：

配制种子层前驱体溶液：将等摩尔乙酸锌和稳定剂依次溶解到乙醇中，乙酸锌的浓度为0.075-0.3M，充分搅拌后，密封均化制成种子层前驱体溶液；

沉积衬底的清洗：将衬底进行彻底的清洗；

沉积ZnO种子层：将种子层前驱体溶液以3000-7500转/min的速度旋涂到衬底表面；

将涂胶后的衬底在180-300℃下蒸发掉溶剂或热解5min以上；

转移到快速退火炉中，在300-800℃快速热处理30-60min，得到实心的ZnO种子层。

4.根据权利要求3所述的氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，其特征在于：所述稳定剂是单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或乙酰丙酮。

5.根据权利要求1所述的氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，其特征在于：所述的对薄膜进行快速退火处理，调节ZnO阵列薄膜光致发光性能，采用以下步骤：

将制备好的ZnO薄膜放在快速退火炉中，在惰性气体或还原性气体，200-500℃温度条件下退火0.5-2h；

退火处理完成后，在保持气氛条件不变的情况下，将ZnO薄膜随炉冷却至室温，取出保存。

6.根据权利要求5所述的氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为He或Ar，所述还原性气体为含5%-10%H₂的Ar气。

7.如权利要求1所述氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，其特征在于：所述（001）择优取向ZnO种子层，包括本征ZnO薄膜、掺杂ZnO薄膜。