一種制備半導(dǎo)體氧化鋅納米材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體納米線制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種制備半導(dǎo)體氧化鋅納米材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米線作為納米技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，其可以被用來(lái)制作超小電路，以及應(yīng)用在薄膜太陽(yáng)能電池、制作透明電極、觸摸屏傳感器等技術(shù)領(lǐng)域中，故對(duì)于如何制備納米線具有十分重要的意義。
[0003]在現(xiàn)有公開的技術(shù)文獻(xiàn)中，在文獻(xiàn)[L.Vayssieres, "Growth of arrayed nanorodsand nanowires of ZnO from aqueoussolut1ns, 〃Adv.Mater.15，464—466 (2003).]報(bào)導(dǎo)過(guò)利用氧化鋅和高純石墨作為反應(yīng)物，金作為催化劑在高溫下，利用氣-液-固(VLS:Vapor-Liquid-Solid)原理生長(zhǎng)氧化鋅納米線。
[0004]上述現(xiàn)有方案的不足之處在于，實(shí)驗(yàn)的溫度過(guò)高，一般在900?1000度，對(duì)于基底材料和生產(chǎn)設(shè)備的選擇具有局限性。另外反應(yīng)制備的氧化鋅納米線的排列不夠整齊，工藝的再現(xiàn)性不夠好，對(duì)于工業(yè)化應(yīng)用具有一定的困難。
[0005]另外，在文獻(xiàn)[M.H.Huang, Y.Y.Wu, H.Feick, N.Tran, E.Weber, andP.D.Yang, ,,Catalyticgrowth of zinc oxide nanowires by vapor transport, 〃Adv.Mater.13，113-116，(2001).]中，還報(bào)導(dǎo)過(guò)利用溶液法合成氧化鋅納米線陣列。該方法用六水合硝酸鋅(ΖηΝ03.6H20)和六亞甲基四胺(C6H12N4)作為反應(yīng)物，在水溶液中將二者混合，隨后將基板材料(如硅片)放入其中，密封后加熱至65?95度，從而在基板上制備出氧化鋅納米線。這種方法的缺點(diǎn)是溶液法制備出的氧化鋅納米棒的結(jié)晶性不夠好，且其納米線的密度和排列均不可控，無(wú)法滿足工業(yè)上對(duì)于可控密度陣列氧化鋅納米線的要求。
[0006]綜上來(lái)看，雖然現(xiàn)有技術(shù)中有各種制備納米線的方法，但是在排列和密度等都都無(wú)法滿足工業(yè)應(yīng)用的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種制備半導(dǎo)體氧化鋅納米材料的方法，用于解決現(xiàn)有納米線制備方法在工藝上不可控以及無(wú)法進(jìn)行工業(yè)化的問(wèn)題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0009]—種制備半導(dǎo)體氧化鋅納米材料的方法，包括:提供一表面鍍有金膜的基板和供盛放化學(xué)反應(yīng)物的舟；將所述基板鍍有金膜的一面朝上進(jìn)行放置，且所述基板水平放置在化學(xué)反應(yīng)物的載流氣體下風(fēng)向位置，并靠近所述舟，所述化學(xué)反應(yīng)物包括納米金剛石顆粒和氧化鋅粉末；采用高溫化學(xué)氣相沉積方法于所述基板鍍有金膜的一面上處制備出縱向生長(zhǎng)的納米材料。
[0010]優(yōu)選地，所述基板為以下基板中的至少一種:硅基板、氮化鎵基板及藍(lán)寶石基板。
[0011]優(yōu)選地，采用所述高溫化學(xué)氣相沉積方法在所述基板上制備納米材料的具體步驟為:在高溫真空管式爐中間放置盛有納米金剛石顆粒和氧化鋅粉末的舟上放置鍍好金膜的基板；將鍍有金膜的基板水平放置在化學(xué)反應(yīng)物的載流氣體下風(fēng)向位置；用機(jī)械栗把真空管式爐抽真空，并把真空管加熱到反應(yīng)溫度；通入惰性氣體和氧氣的混合氣體，持續(xù)一定時(shí)間，之后讓真空管式爐自然降溫，以在基板表面制備出氧化鋅納米材料。
[0012]優(yōu)選地，所述惰性氣體包括氮?dú)夂蜌鍤狻?br>[0013]優(yōu)選地，所述納米金剛石顆粒的用量至少為所述氧化鋅粉末用量的1/9。
[0014]優(yōu)選地，所述反應(yīng)溫度為600°C至960°C。
[0015]優(yōu)選地，在所述硅基板鍍有金膜的一面上處制備出縱向生長(zhǎng)的納米材料包括納米線、納米片、納米線陣列和納米片陣列中的至少一種。
[0016]相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)新性地選用低成本的納米金剛石顆粒代替原有制備方法中的石墨粉，實(shí)現(xiàn)了在低溫條件下快速制備高質(zhì)量的垂直陣列氧化鋅納米線，為高質(zhì)量半導(dǎo)體氧化鋅納米線的大規(guī)模、低功耗、工業(yè)化制備及應(yīng)用提供了一個(gè)更好的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1顯示為本發(fā)明提供一種制備半導(dǎo)體氧化鋅納米材料的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖。
[0018]圖2顯示為在鍍有金膜的硅基板上制備出氧化鋅納米線的掃描電鏡圖。
[0019]圖3-1至圖3-6顯示為6組實(shí)驗(yàn)在硅基板上所制備得到的納米線電鏡掃面圖。
[0020]圖4-1至圖4-3分別顯示為在反應(yīng)溫度為600°C、800°C和960°C條件下所制得的納米線的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0022]需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0023]請(qǐng)見圖1，給出了，本發(fā)明提供一種制備半導(dǎo)體氧化鋅納米材料的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖，以下將對(duì)所述方法的步驟進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0024]步驟S11，提供一表面鍍有金膜的基板和供盛放化學(xué)反應(yīng)物的舟。
[0025]在具體實(shí)施中，區(qū)別于發(fā)明人在先專利申請(qǐng)中，其方案是提供一制備有周期性納米柱的硅基板，而本實(shí)施例中提供的是以表面鍍有金膜的基板，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)理解，所述基板可以是各種的基板。。
[0026]步驟S12，將所述基板鍍有金膜的一面朝上進(jìn)行放置，且所述基板水平放置在化學(xué)反應(yīng)物的載流氣體下風(fēng)向位置，并靠近所述舟，所述化學(xué)反應(yīng)物包括納米金剛石顆粒和氧化鋅粉末。
[0027]在具體實(shí)施中，所述基本距離所述舟的距離不超過(guò)5厘米。這樣可以保證氣體就行充分的反應(yīng)，進(jìn)而高效地制備出納米材料。
[0028]在具體實(shí)施中，納米金剛石顆粒是指制備成本較低，如不限制成本，金剛石顆粒也可以適用，不需要保證顆粒直徑在某一范圍內(nèi)。
[0029]相比先前技術(shù)中使用的氧化鋅粉和石墨粉來(lái)作為化學(xué)反應(yīng)物，本實(shí)施例中利用納米金剛石顆粒代替之前制備方法中的高純石墨粉，來(lái)實(shí)現(xiàn)在低溫條件下快速制備高質(zhì)量的氧化鋅納米線的效果。