一种ZnO纳米结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用硫脲溶液刻蚀法制备ＺｎＯ纳米结构的方法，首先利用传统的热生长法合成ＺｎＯ纳米梳状结构和纳米棒，然后用硫脲溶液对其进行刻蚀，制备出ＺｎＯ纳米针管状结构和纳米带状结构。其刻蚀原理是硫脲溶于去离子水发生可逆反应，产生弱的氢硫酸。本质在于ＺｎＯ＋Ｈ↑［＋］→Ｚｎ↑［＋］＋Ｈ↓［２］Ｏ，从而实现了自下而上（ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ）和自上而下（ｔｏｐ－ｄｏｗｎ）相结合来制备ＺｎＯ纳米结构。采用上述技术方案制备的ＺｎＯ纳米结构的方法具有如下的优点：１．本发明专利技术的方法简单，成本低；２．条件温和；３．此法可以制备出直径可控的纳米线和厚度可控的纳米带。４．由于硫脲溶液的腐蚀性较弱，可以与传统的微电子工艺兼容。

【技术实现步骤摘要】
一种ZnO纳米结构的制备方法
本专利属于半导体纳米材料制备领域，具体涉及一种利用硫脲溶液刻蚀制备ZnO纳米结构的方法，特别涉及提出一种与传统自下而上(bottom-up)法相反的方法即自上而下(top-down)来制备ZnO纳米结构的方法。技术背景纳米材料的制备方法主要分为两种途径：自上而下(top-down)和自下而上(bottom-up)。自上而下(top-down)是采用大块晶体通过腐蚀、刻蚀或者研磨的方式获得纳米材料。自下而上(bottom-up)是从原子或分子出发来控制、组装或者化学反应生成纳米材料或纳米结构。作为宽禁带半导体化合物，ZnO具有其独特的光学、电学、光电和压电等特性，已广泛用于光电子器件、太阳能电池光波导、功率器件和传感器等器件。到目前为止，合成ZnO纳米材料或者纳米结构均采用自下而上(bottom-up)的制备方法，主要有分子束外延、金属有机化学气相沉积、激光沉积法、溅射法、热蒸发以及水热合成等方法。分子束外延成本太高，不适合大规模生产的要求；化学气相沉积法是相对较好的方法，但是在纳米结构的可控性方面还需要改进；使用溶液合成法虽然在较低温度条件下生长出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＺｎＯ纳米结构的制备方法，包括以下步骤：　　　　Ａ、利用传统的热蒸发法合成ＺｎＯ纳米梳及纳米棒；　　　　Ｂ、利用硫脲溶液刻蚀Ａ步骤得到的ＺｎＯ纳米梳及ＺｎＯ纳米棒：把硫脲溶于的去离子水中，使硫脲溶液的质量百分比浓度控制在１．０～１．３％，作为备用溶液；把带有Ａ步骤所得ＺｎＯ纳米结构的硅片放入备用溶液中，在室温下保持６～１６小时以后，取出硅片用去离子水清洗、烘干。

【技术特征摘要】
1、一种ZnO纳米结构的制备方法，包括以下步骤：A、利用传统的热蒸发法合成ZnO纳米梳及纳米棒；B、利用硫脲溶液刻蚀A步骤得到的ZnO纳米梳及ZnO纳米棒：把硫脲溶于的去离子水中，使硫脲溶液的质量百分比浓度控制在1.0～1.3％，作为备用溶液；把带有A步骤所得ZnO纳米结构的硅片放入备用溶液中，在室温下保持6～16小时以后，取出硅片用去离子水清洗、烘干。2、根据权利要求1所述的一种ZnO纳米结构的制备方法，其特征在于，所获得的ZnO纳米结构为ZnO纳米针管状结构和纳米带状结构。3、根据权利要求2所述的一种ZnO纳米结构的制备方法，其特征在于，纳米针管状结构的针头直径为25～50nm，长度为100～300nm。4、根据权利要求1所述的一种ZnO纳米结构的制备方法，其特征在于，所述A步骤热蒸发法合成ZnO纳米梳和纳米棒包括以下步骤：1)首先用细沙纸打磨硅片，使其表面变得粗糙，提供生长材...

【专利技术属性】
技术研发人员：白伟，张秋香，郁可，朱自强，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]