CN1624210A - 一种制备棒状、线状及六角形c60单晶的方法 - Google Patents
一种制备棒状、线状及六角形c60单晶的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1624210A CN1624210A CN 200410011188 CN200410011188A CN1624210A CN 1624210 A CN1624210 A CN 1624210A CN 200410011188 CN200410011188 CN 200410011188 CN 200410011188 A CN200410011188 A CN 200410011188A CN 1624210 A CN1624210 A CN 1624210A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- monocrystalline
- solution
- solvent
- shaped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明的一种制备棒状、线状及六角形C60单晶的方法属于晶体生长的方法。经制取C60二甲苯溶液、清洗基片、滴液膜、挥发溶剂的过程制得C60单晶。将C60粉放入二甲苯中超声溶解，使溶液浓度在0.01～1倍饱和溶液的范围；滴液膜是用胶头滴管将C60二甲苯溶液滴在干洁的玻璃或Si基片上扩展成液膜；环境温度在－15～80℃范围，通过控制溶剂挥发速度能制得不同直径不同长径比的棒状或线状C60单晶；环境温度在100～150℃时，能制得六角形的C60单晶。本发明操作简单，产物的形状可以控制，能制备出结晶程度高的不同形状的C60单晶；由于产物生长于固体衬底上，方便了产品在器件制造等方面的应用。
Description
技术领域
本发明属于晶体生长的方法，特别涉及准一维C60单晶和六角形C60纳米晶体的制备方法。
背景技术
C60是由H.Kroto(Nature，Vol.318，162，1985)等科学家于1985年研究发现的。C60是半导体材料，禁带宽度为1.8eV。C60在低温下具有铁磁性、超导电性等优异的物理性质。经过掺杂的C60的超导转变温度可达50K以上。C60优良的电学性质导致制备不同形状的C60晶体，特别是C60单晶成为研究的热点和大家努力的目标。
目前有关C60单晶的制备方法主要是利用C60升华结晶法，适用于制备C60薄膜。关于制备准一维C60单晶的报道极少。K.Miyazawa等人在Journal ofMaterial Research vol17 83 2002公开了在两种液面间生长出了C60“纳米”线。他们采用如下的方法：将C60溶解于甲苯溶剂中制备成饱和的C60甲苯溶液，将溶液倒入清洁的玻璃瓶中，再向玻璃瓶中注入异丙基乙醇，由于异丙基乙醇的密度比甲苯的密度小，所以异丙基乙醇浮于C60甲苯溶液上面，从而在两种液体中间形成了液-液界面，将瓶子静置约十天，在液-液界面间就生长出了C60纳米线，其截面为五角星形。
但是，由于C60纳米线生长在液-液界面之间，所以C60纳米线的生长很难控制。而且获得的C60纳米线不能很好地固定在基片上，这给其是否能进行应用或供进一步研究造成了困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，在不同的基片上生长出准一维的或六角形的C60单晶，通过改变C60溶液的浓度、溶剂的挥发速度及基片的环境温度制备出不同尺寸和不同形状的C60单晶。
本发明的制备棒状、线状及六角形C60单晶的方法如下：
以C60粉为原料、二甲苯为溶剂，经制取C60二甲苯溶液、清洗基片、滴液膜、挥发溶剂的过程制得C60单晶。所说的制取C60二甲苯溶液是，将C60粉放入二甲苯中超声溶解，溶液浓度在0.01～1倍饱和溶液的范围；所说的清洗基片是，用酒精和去离子纯净水清洗并干燥；所说的滴液膜是，用胶头滴管将C60二甲苯溶液滴在基片上并扩展成液膜；所说的挥发溶剂是，环境温度-20～150℃条件下，在0.003～85小时内使溶剂完全挥发，在基片上生长出C60单晶。
制取C60二甲苯溶液，可以将过量的C60粉放入二甲苯中并超声溶解，然后将溶液静置，待过量的C60完全沉淀后，将上层溶液移出，此溶液即为C60二甲苯饱和溶液；可以通过向该饱和溶液中注入不同量的二甲苯溶剂使C60二甲苯溶液的浓度在0.01～1倍饱和溶液的范围。
清洗基片应使基片的表面不存在灰尘及其它杂质。所说的基片是不与C60和二甲苯发生反应的基片，如硅片和玻璃片等。
滴液膜可以是将干燥清洁的基片置于水平平台上，用胶头滴管将配好的C60二甲苯溶液滴在基片上，溶液将会在基片的表面扩展成一个均匀的液膜，可以通过液滴的数量大致控制形成液膜的厚度。
挥发溶剂可以在空气中自然挥发，可以将表面皿罩在基片上方以控制溶剂的挥发速度。溶剂的挥发速度不仅依靠控制基片上方气体的流动速度，还要考虑基片上溶液液膜的厚度、环境温度。待溶剂完全挥发后，则在基片上生长出预计形状和大小的C60单晶。
在制备C60单晶的过程中，可以通过配置不同浓度的C60二甲苯溶液、控制溶剂的挥发速度、在基片上形成的液膜的厚度以及基片的环境温度来控制C60单晶的生长，得到不同尺寸和不同形状的C60单晶。生成不同尺寸和不同形状的C60单晶的主要影响因素是溶剂的挥发速度，具体体现在挥发时间和环境温度上。
制备直径为100～600nm的长径比为10倍量级的棒状C60单晶，可以在常温下(15～40℃)进行，可以选用浓度较低的C60二甲苯溶液，在2×2cm2大小的基片上用胶头滴管滴1～2滴溶液使其形成较薄的液膜，并且控制溶剂在2～5分钟内挥发完毕，即可获得直径较小的棒状C60单晶。随着溶剂挥发时间增长，棒状C60晶体将会变长，可制备出长径比达102量级以上的线状C60单晶，或称C60单晶线。
制备直径微米量级的棒状或线状C60单晶，可以选用浓度范围为1/6～1倍饱和浓度的C60二甲苯溶液，在2×2cm2大小的基片上用胶头滴管滴2～6滴的C60二甲苯溶液，以形成稍厚的液膜，当溶剂在30～60分钟时间挥发完时，制备出直径较大的棒状C60单晶，溶剂在3～20小时左右内挥发完时制备出C60单晶线。
即，要在基片上制备出棒状或线状C60单晶，基片的环境温度最好在15～40℃范围；要得到不同直径不同长径比，重要的是控制好溶剂挥发速度(挥发时间)，最好选2～1200分钟。
当基片的环境温度达100～150℃时，待溶剂挥发完，在基片上可制备出六角形的C60单晶；且晶体粒度随溶液浓度和基片上液膜厚度的减小而变小，随挥发时间的缩短而变小。
跟背景技术相比，本发明的方法在制备工艺和制备的产物方面具有很多突出的优点，主要表现为：能制备出结晶程度高的高品质棒状、线状及六角形C60单晶；可以将产物生长于一个固体的衬底上，大大方便了该产品以后在器件制造方面的应用；产物的形状能够控制，可以控制的条件较多，通过控制制备条件制备出自己所需的产物；还有就是本方法操作非常简单，但是产物却十分具有应用前景。
具体实施方式
实施例1 给出一个具体制备棒状C60单晶的实例。
选择浓度为1/20饱和浓度的C60二甲苯溶液，可以用2×2cm2大小的Si片作为基片，使用胶头滴管将1～2滴C60二甲苯溶液滴到干洁的Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，约5分钟左右溶剂自然挥发完后，则在Si基片上得到直径为150纳米左右，长径比达几十(10倍量级)的棒状C60单晶。
2×2cm2大小的基片，最多可承载5、6滴C60二甲苯溶液，若基片表面积再大些亦可多滴一些C60二甲苯溶液。
实施例2 给出一个具体制备棒状C60单晶的实例。
选择浓度为1/6饱和浓度的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小Si片作为基片，使用胶头滴管将1～2滴该C60二甲苯溶液滴到干洁的Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，不罩表面皿，约5分钟左右溶剂自然挥发完后，则在Si基片上得到直径为200纳米左右，长径比达几十(10倍量级)的棒状C60单晶。
实施例3 给出一个具体制备准一维棒状的C60单晶的实例。
选择4/6或5/6饱和浓度的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的Si片作为基片，使用胶头滴管将1～2滴C60二甲苯溶液滴到干洁的Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，不罩表面皿，约5分钟左右溶剂挥发完后，则在Si基片上均可得到直径约400～500纳米，长径比约几十(10倍量级)的准一维棒状C60单晶。
比较实施例1～3，可以看出，在溶液滴数(可视为溶液厚度)、溶剂挥发时间、环境温度相同的情况下，C60二甲苯溶液的浓度越大，则C60单晶的直径越大，反之亦然。
实施例4 给出一个具体制备棒状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将3滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，不罩表面皿，人为的加速基片上方气体的流动速度以加速溶剂的挥发，约5分钟左右溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径达1微米左右，多数长径比在50～80的棒状C60单晶。
与实施例1～3比较，可以看出，在溶剂挥发时间、环境温度相同的情况下，C60二甲苯溶液的浓度越大，溶液滴数多，即溶液厚度较大，则制得的C60单晶的直径变大。
实施例5 给出一个具体制备棒状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将1滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，不罩表面皿，约2～5分钟左右溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径达几十(10数量级)纳米，长径比达几十(10量级)的棒状C60单晶。
若将环境温度提高到约50℃，人为的加速基片上方气体的流动速度以加速溶剂的挥发，使溶剂在12秒挥发完毕，制得直径100纳米左右，长径比达几十(10量级)的棒状C60单晶。
实施例6 给出一个具体制备棒状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小于洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将3滴C60二甲苯溶液滴到干洁的Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，不罩表面皿，约30分钟左右溶剂挥发完后，则在玻璃基片上得到直径在1～2微米，多数长径比在30～60的棒状C60单晶。
若环境温度升至80℃，则约12钟左右溶剂挥发完，在Si基片上得到直径约为1微米，长径比达30左右的棒状C60单晶。C60单晶由于在80℃环境下溶剂挥发变快(挥发时间变短)，单晶的直径和长度会变小。
实施例7 给出一个具体制备棒状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的干洁的玻璃片作为基片，使用胶头滴管将3滴C60二甲苯溶液滴到玻璃片基片上形成液膜，将其置于常温环境下，不罩表面皿，约30分钟左右溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径在1～2微米，多数长径比在30～60的棒状C60单晶。
比较实施例6、7表明，使用玻璃片作为基片，在其余条件相同情况下，与使用Si作为基片制备C60单晶的效果没有差别。对其它实施例也是如此。
实施例8 给出一个具体制备线状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将3滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，在基片上方悬空(距离基片0.5cm)罩一表面皿，约60分钟溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径达4微米左右，多数长径比在700～800的线状C60单晶。
实施例9 给出一个具体制备线状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将3滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，在基片上方罩一表面皿，约3～5小时溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径达几微米左右，长径比达一千的线状C60单晶。
实施例10 给出一个具体制备线状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将3滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，置于常温环境下，在基片上方罩一表面皿，并将其整体放入一密封罩中，在20--80小时时间范围内溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径达3微米左右，长径比达几千的线状C60单晶。
将制备C60单晶的环境温度降低到-15℃，不放入密封罩中，在48小时溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径达约2微米，长径比达1000左右的线状C60单晶。
实施例11 给出一个具体制备线状C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用2×2cm2大小的干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将5滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，将其置于常温环境下，不罩表面皿，约60分钟左右溶剂挥发完后，则在Si基片上得到直径达为微米量级，长径比达几百左右(102量级)的线状C60单晶。
比较实施例5、7、11可以看出，C60二甲苯溶液浓度、环境温度相同、溶剂自然挥发，滴数多的挥发时间要长，但滴数对单晶生长影响不大；倒是挥发时间长短是决定单晶生长的重要因素——挥发时间长则单晶长得粗、长。
实施例12 给出一个具体制备六角形C60单晶的实例。
选择饱和的C60二甲苯溶液，用干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将5滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，将其置于120℃的温度环境下，不罩表面皿，约1分钟左右溶剂挥发完后，则在Si基片上得到尺寸约几微米左右的六角形C60单晶。
实施例13 给出一个具体制备六角形C60单晶的实例。
选择浓度为饱和溶液浓度的1/6的C60二甲苯溶液，用干洁的Si片作为基片，使用胶头滴管将5滴C60二甲苯溶液滴到Si基片上形成液膜，将其置于120℃的温度环境下，不罩表面皿，待约1分钟左右溶剂挥发完后，则在Si基片上得到尺寸约1微米的六角形C60单晶。
若温度环境改为100℃或150℃，其余条件不变，溶剂挥发完的时间变得多于1分钟(约110秒)或少于1分钟(约26秒)，在Si基片上仍得到尺寸约1微米的六角形C60单晶。
Claims (5)
1、一种制备棒状、线状及六角形C60单晶的方法，以C60粉为原料、将C60溶解于溶剂中制备成饱和的C60溶液，其特征在于，所说的溶剂是二甲苯；经制取C60二甲苯溶液、清洗基片、滴液膜、挥发溶剂的过程制得C60单晶；所说的制取C60二甲苯溶液是，使溶液浓度在0.01～1倍饱和溶液的范围；所说的清洗基片是，用酒精和去离子纯净水清洗并干燥；所说的滴液膜是，用胶头滴管将C60二甲苯溶液滴在基片上并扩展成液膜；所说的挥发溶剂是，环境温度-20～150℃条件下，在0.003～85小时内使溶剂完全挥发。
2、按照权利要求1所述的一种制备棒状、线状及六角形C60单晶的方法，其特征在于，所说的制取C60二甲苯溶液，是将过量的C60粉放入二甲苯中超声溶解，然后将溶液静置，待过量的C60完全沉淀后，将上层溶液移出，此溶液即为C60二甲苯饱和溶液；再通过向该饱和溶液中注入二甲苯溶剂来获得浓度在0.01～1倍饱和溶液的范围的C60二甲苯溶液。
3、按照权利要求1或2所述的一种制备棒状、线状及六角形C60单晶的方法，其特征在于，所说的挥发溶剂是，在空气中自然挥发或将表面皿罩在基片上方以控制溶剂的挥发速度。
4、按照权利要求1或2所述的一种制备棒状、线状及六角形C60单晶的方法，其特征在于，基片的环境温度在15～40℃范围，溶剂挥发时间选2～1200分钟，在基片上制备出棒状或线状C60单晶。
5、按照权利要求1或2所述的一种制备棒状、线状及六角形C60单晶的方法，其特征在于，当基片的环境温度达100～150℃时，待溶剂挥发完，在基片上制备出六角形的C60单晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100111886A CN100419131C (zh) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | 一种制备棒状、线状及六角形c60单晶的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100111886A CN100419131C (zh) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | 一种制备棒状、线状及六角形c60单晶的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1624210A true CN1624210A (zh) | 2005-06-08 |
| CN100419131C CN100419131C (zh) | 2008-09-17 |
Family
ID=34763192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100111886A Expired - Fee Related CN100419131C (zh) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | 一种制备棒状、线状及六角形c60单晶的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100419131C (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103214411A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-24 | 东华大学 | 一种多褶皱表面的富勒烯微球的制备方法 |
| CN106415844A (zh) * | 2014-04-29 | 2017-02-15 | 索尔伏打电流公司 | 捕获和对准纳米线的组合件的方法 |
| CN106629667A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-10 | 青岛科技大学 | 一种制备富勒烯方形片晶的方法 |
| CN107445141A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-08 | 青岛科技大学 | 一种制备富勒烯方形片晶的简便方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1036776C (zh) * | 1992-09-19 | 1997-12-24 | 北京大学 | 分离、提纯富勒烯碳60的方法 |
| CN1034326C (zh) * | 1993-04-01 | 1997-03-26 | 北京大学 | 用重结晶法分离提纯富勒烯碳70的方法 |
-
2004
- 2004-11-01 CN CNB2004100111886A patent/CN100419131C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103214411A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-24 | 东华大学 | 一种多褶皱表面的富勒烯微球的制备方法 |
| CN106415844A (zh) * | 2014-04-29 | 2017-02-15 | 索尔伏打电流公司 | 捕获和对准纳米线的组合件的方法 |
| US10177264B2 (en) | 2014-04-29 | 2019-01-08 | Sol Voltaics Ab | Methods of capturing and aligning an assembly of nanowires |
| CN106629667A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-10 | 青岛科技大学 | 一种制备富勒烯方形片晶的方法 |
| CN107445141A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-08 | 青岛科技大学 | 一种制备富勒烯方形片晶的简便方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100419131C (zh) | 2008-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101319370B (zh) | 一种控制氧化锌纳米棒/纳米管阵列取向和形貌特征的方法 | |
| CN100497179C (zh) | 一种溶液法制备不同形貌纳米氧化锌薄膜的方法 | |
| Wang et al. | A patterned ZnO nanorod array/gas sensor fabricated by mechanoelectrospinning-assisted selective growth | |
| CN1884091A (zh) | 一种ZnO纳米结构的制备方法 | |
| CN103695872B (zh) | 一种低介电损耗CaCu3Ti4O12薄膜的制备方法 | |
| Zhu et al. | Unidirectional and crystalline organic semiconductor microwire arrays by solvent vapor annealing with PMMA as the assisting layer | |
| CN1474434A (zh) | 一种硅纳米线的制作方法 | |
| CN1624210A (zh) | 一种制备棒状、线状及六角形c60单晶的方法 | |
| Yang et al. | Large [6, 6]-phenyl C61 butyric acid methyl (PCBM) hexagonal crystals grown by solvent-vapor annealing | |
| CN110540543A (zh) | 一种顺式格子Cis-Grid的有机纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN1843935A (zh) | 一种四脚状氧化锌纳米棒及其制备方法和制备装置 | |
| Shen et al. | Shape-controlled synthesis of three-dimensional branched CdS nanostructure arrays: structural characteristics and formation mechanism | |
| CN104851978A (zh) | 一种小分子有机半导体单晶的制备方法 | |
| Zhang et al. | Hierarchically-organized C60 crystals obtained from a liquid/liquid interfacial precipitation method by using 1, 2, 3, 4-tetrahydronaphthalene as a solvent | |
| CN1727516A (zh) | 纤锌矿结构Zn1－xMgxO半导体纳米晶体薄膜的低温制备方法 | |
| CN106830072B (zh) | 一种二氧化钛纳米线阵列的制备方法 | |
| JP7260885B2 (ja) | 有機単結晶ヘテロ接合複合膜、その作製方法及び用途 | |
| Rani et al. | Growth of ZnO nanorods on glass substrate deposited using dip coating method | |
| CN105951167B (zh) | 一种超薄带状微米尺度有机小分子单晶及其制备方法和应用 | |
| Rani et al. | Influence of the precursor and annealing temperature on the hydrothermal growth of ZnO nanostructures | |
| SHEIKHSHOAEI et al. | SYNTHESIS OF NANOPYRAMIDAL SNO2 BY HYDROTHERMAL METHOD ON NANOSTRUCTURED SILICON SUBSTRATE WITH SOME STUDY ABOUT THE EFFECT OF SILICON MORPHOLOGY | |
| CN110670139B (zh) | 一种有机-无机杂化铅卤化物钙钛矿纳米晶的制备方法 | |
| CN113584594B (zh) | 一种铅位掺杂甲胺铅碘单晶薄膜及其制备方法 | |
| Pokai et al. | Influence of growth conditions on morphology of ZnO nanorods by low-temperature hydrothermal method | |
| Sheikhshoaeia et al. | Synthesis of nanopyramidal SnO2 by hydrothermal method on nanostructured silicon substrate with some study |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20091201 |