【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料加工，具体涉及一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法。
技术介绍
1、cds是一种典型的ii-vi族化合物，具有良好的光电性能，常用于构建光催化剂和半导体器件。在cds纳米材料基底上负载cdo纳米晶体从而构建纳米异质结是一种提高纳米材料光电性能的有效方法。例如制备z型核壳结构cdo/cds纳米棒阵列用于构建光电化学制氢的高效阳极(参见文献：1.li c et al,journal of colloid and interface science,2018,521:216-225)，制备cdo/cds胶体纳米异质结用于构建高效光催化剂(参见文献：2.saha m et al,catalysis today,2020,340:253-267)等。目前通过离位负载制备的纳米异质结容易出现单一组分团聚和负载不均匀的现象，原位表面氧化加工是解决该问题的有效方法。有文献报道,通过氢气等离子处理去除cds表面的s原子后在空气中氧化制备了具有良好光催化性能cdo/cds纳米异质结(参见文献：3.zhang z et al,chem catalysis,2022,2:1394-1406)。然而该表面氧化加工方法无法实现连续可控氧化，cdo纳米晶体的粒径也被限制在1-2nm内，且无法实现cdo/cds异质结界面晶体学取向结构的调控，在微观晶体学取向结构和晶粒尺寸可控性上仍有欠缺。
2、根据现有文献，透射电镜(tem)中的高能电子束是一种加工纳米材料的有力工具，可以在持续辐照纳米材料的同时进行高分辨原位观察
技术实现思路
1、本专利技术通过电子束刻蚀制造cds的特定表面缺陷可以实现对形成异质结界面晶体取向结构的调控，并且控制氧化时间可以制备负载不同粒径尺寸的cdo纳米晶体的cdo/cds纳米异质结，具有精确的cdo纳米晶体尺寸和异质结界面晶体学取向关系的可控性。
2、本专利技术具体是这样实现的：
3、一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，包括如下步骤：
4、步骤一、将cds纳米材料通过超声波振荡均匀分散到无水乙醇中形成悬浊液，然后将其滴加到有碳支持膜的铜网上。在经过真空干燥后送入透射电镜(tem)样品室中；
5、步骤二、在低辐照强度下，用tem中的荧光屏或电荷耦合器件(ccd)相机观察cds纳米材料，然后将cds纳米材料移动到电子束光斑的中心位置；
6、步骤三、提高聚焦高能电子束的辐照强度，刻蚀cds纳米材料制造表面缺陷，并进一步诱导cds纳米材料发生表面氧化。
7、在辐照过程中，高能电子撞击cds表面导致cd-s键断裂后使s原子溅射到真空中，同时电子辐照诱导表面吸附的氧气分子与cd原子结合形成cd-o键，持续辐照下形成含氧非晶cdo纳米团簇。然后含氧非晶cdo纳米团簇在cds表面缺陷处自发团聚结晶形成纳米晶核结构从而降低纳米团簇体系自由能。
8、步骤四、在聚焦高能电子束的诱导作用下，含氧非晶cdo纳米团簇通过非经典的两步形核路径结晶形成cdo纳米晶体。通过电子束辐照原位生长的cdo纳米晶体会按照特定的晶体学取向定向生长并均匀地负载在cds纳米材料表面，从而得到一种定向生长的、表面分散型cdo/cds纳米异质结。
9、两步形核路径即微观粒子先形成非晶相，然后在非晶相中结晶形核。相较于经典形核结晶路径，该方法可以有效降低在cds纳米材料表面制备纳米晶体的形核势垒。该异质结的界面晶体学取向结构取决于cds的表面缺陷，特定的表面缺陷结构可以影响含氧cdo非晶纳米团簇的结晶行为从而最终形成特定晶体学取向关系的cdo/cds纳米异质结界面晶体定向生长结构。
10、更进一步的方案是：步骤一中所述的cds纳米材料包括但不限于cds纳米线、cds纳米片、cds纳米颗粒及cds纳米薄膜。
11、更进一步的方案是：步骤一中所述的cds包括但不限于纤锌矿相cds、闪锌矿相cds及多晶cds。
12、更进一步的方案是：步骤一中所述的样品室内的气体环境为稀薄空气，其气压为0.5×10-5～4.0×10-5pa。
13、更进一步的方案是：步骤三中所述的聚焦高能电子束的辐照强度为8.0～10.0a/cm2，辐照时间为5～30s。
14、更进一步的方案是：步骤四中所述的聚焦高能电子束的辐照强度为1.2～4.8a/cm2，辐照时间为10～600s。
15、更进一步的方案是：步骤三中所述的表面缺陷包括但不限于表面台阶缺陷、表面凹坑缺陷及表面空位缺陷；在辐照强度为8.0a/cm2的条件下，辐照时间为5～10s时主要形成表面空位缺陷；辐照时间为10～20s时主要形成表面台阶缺陷；辐照时间为20～30s时主要形成表面凹坑缺陷。
16、更进一步的方案是：步骤四中所述的cdo纳米晶体的粒径为2～10nm。
17、更进一步的方案是：步骤四中所述的cdo纳米晶体在cds纳米材料表面台阶缺陷处形成的异质结界面晶体取向关系有：(002)cdo//(001)cds，(002)cdo//(101)cds，(111)cdo//(101)cds，
18、更进一步的方案是：步骤四中所述的cdo纳米晶体在cds纳米材料表面凹坑缺陷处形成的异质结界面晶体取向关系有：(002)cdo//(100)cds，(111)cdo//(100)cds，
19、更进一步的方案是：步骤四中所述的cdo纳米晶体在cds纳米材料表面空位缺陷处形成的异质结界面晶体取向关系为：(002)cdo//(100)cds，
20、更进一步的方案是：步骤四中所述的cdo/cds纳米异质结的o元素的相对原子数百分比为1～20％。
21、本专利技术至少具有如下突出的有益效果：
22、cdo纳米晶体与cds纳米材料结合形成异质结界面，可以有效地实现载流子的分离，减少载流子的复合率，提高材料的光电性能。并且cdo/cds纳米异质结可以作为基底负载其他半导体形成更复杂的多元纳米异质结体系，在光电催化领域有广泛的应用。
23、本专利技术使用tem中的高能电子束对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
10.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述一种均匀负载纳米异质结的可控表面氧化结晶加工方法，其特征在于：
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