一种无催化剂条件下制备镁掺杂ZnO纳米线的方法技术

本发明专利技术提供了一种无催化剂条件下制备镁掺杂ZnO纳米线的方法，采用双温区化学气相沉积管式炉，低温区为镁源，温度460‑960℃；高温区为锌源，温度800‑1100℃；镁源为镁粉，锌源为氧化锌和碳粉混合物，将镁粉放置在低温区，氧化锌和碳粉放置在高温区，硅衬底置于管式炉中，调节升温速率20℃/min，通入由纯氮和纯氧组成的混合载气，当双温区达到各自的温度后，继续通氧，保温20‑40min，在硅衬底上制备出镁掺杂ZnO纳米线。本发明专利技术通过用双温区气相沉积法制备纳米线，不需要提前制备催化层，完全是无催化剂条件，在20‑40min内即可制备成功，实现了纳米线在无催化条件下的快速自生长，耗时短，操作简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料制备
，具体涉及一种无催化剂条件下制备镁掺杂ZnO纳米线的方法。
技术介绍
纳米材料是半导体领域的重要材料之一，其中的一维纳米材料具有很多可控参数，比如化学组分、纳米线尺寸、表面特性、轴向和径向的取向等。氧化锌作为典型的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体，室温下禁带宽度为3.37eV，其激子束缚能高达60meV，具有无毒，原料丰富等特点，因此一维的ZnO基材料备受关注。自1998年，MgZnO三元合金首次被提出之后，对该系统的研究就迅速增长。由于Mg2+与Zn2+的离子半径非常接近，Mg对Zn的替换并不会引起很大的晶格畸变或缺陷；通过调节镁元素的含量，可以实现禁带宽度的有效调节。因此，人们期望通过改变合金纳米线中的合金元素的成分比例和纳米线的结构参数，来获得电学性能和光学性能的可剪裁，能在紫外区任意波长范围工作的一维纳米光电子器件材料。目前，研究镁掺杂氧化锌的大部分集中在薄膜材料，而针对纳米线的制备相对较少；在掺杂纳米线的研究中，大部分文献显示是通过水浴法或溶胶-凝胶法制备纳米线，水浴法是在密闭的反应釜中进行，将原反应物放入溶剂中，使其在溶剂中均匀分散，然后经过高温高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无催化剂条件下制备镁掺杂ZnO纳米线的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：采用双温区化学气相沉积管式炉，低温区为镁源，温度为460‑960℃；高温区为锌源，温度为800‑1100℃；镁源为纯度为99.999％的镁粉，锌源为氧化锌和碳粉的混合物，其中氧化锌和碳粉的质量比是1‑2:1；S2：将镁粉放置在低温区，氧化锌和碳粉放置在高温区，硅衬底置于管式炉中，调节双温区化学气相沉积管式炉的升温速率为20℃/min，通入由纯度为99.99％的氮气和纯度为99.99％的氧气组成的混合载气，其中，氮气和氧气的流量比为99:1，当低温区、高温区达到各自的温度后，继续通氧，保温20‑40min，在硅衬底上...

【技术特征摘要】
1.一种无催化剂条件下制备镁掺杂ZnO纳米线的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：采用双温区化学气相沉积管式炉，低温区为镁源，温度为460-960℃；高温区为锌源，温度为800-1100℃；镁源为纯度为99.999％的镁粉，锌源为氧化锌和碳粉的混合物，其中氧化锌和碳粉的质量比是1-2:1；S2：将镁粉放置在低温区，氧化锌和碳粉放置在高温区，硅衬底置于管式炉中，调节双温区化学气相沉积管式炉的升温速率为20℃/min，通入由纯度为99.99％的氮气和纯度为99.99％的氧气组成的混合载气，其中，氮气和氧气的流量比为99:1，当低温区、高温区达到各自的温度后，继续通氧，保温20-40min，在硅衬底上制备出镁掺杂ZnO纳米线。2.根据权利要求1所述的无催化剂条件下制备镁掺杂ZnO纳米线的方法，其特征在于，所述低温区的温度为520-580℃，所述高温区的温度为1000-1100℃。3.根据权利要求2所述的无催化剂条件下制备镁掺杂ZnO纳米线的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋海涛，刘诗斌，尚晓星，吕辉，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61