本发明专利技术公开了一种利用脉冲激光沉积法制备CuInS2纳米棒的方法，该方法将清洁过的CuInS2陶瓷靶材和衬底分别固定在靶台和样品台上装入真空室，并调整样品台与靶台间距；对衬底加热升温并稳定在生长纳米棒所需的温度值；设定激光器的工作模式为恒能模式，并设定脉冲激光能量、脉冲激光频率和脉冲激光个数；最后启动样品台和靶台的自转并设定转速，再开启激光器，开始沉积纳米棒。该方法工艺简单，对设备要求低；制备得到的CuInS2纳米棒直线性好且长宽比大，在激光器谐振腔、光信号传输以及光滤波器等方面有着潜在的广泛应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种CuInS2纳米棒的制备方法，具体涉及一种利用脉冲激光沉积(PLD)法制备CuInS2纳米棒的方法。
技术介绍
CuInS2是1-1I1-VI2族化合物半导体材料，具有各种良好的光学和电学性质，例如:高吸收系数、与太阳光谱较匹配的禁带宽度1.5eV、无有毒元素、易得到P和η掺杂、为直接带隙半导体。目前CuInS2主要被应用于半导体薄膜太阳能电池的吸收层。对于半导体材料，材料的形状或者尺寸会影响其光电特性以及器件的性能，达到纳米尺寸时有可能出现与块材不同的化学或者物理性质。目前已有报道，通过化学法可制备得到CuInS2纳米管材料。但是由于化学反应本身的复杂性和差的可控性，难以得到线性好、均匀性好、尺寸可控的CuInS2纳米棒。目前，对于CuInS2纳米材料的应用，Xu等人利用CuInS2-ZnS (ZCIS)合金核、ZnSe/ZnS双壳层结构的量子点作为发光层，制备出了近带边发光的QD-LED ；Ye等人利用(ZnS)x (CuInS2)H纳米棒阵列得到了光电转换效率高的太阳能电池。到目前为止，尚未见直接采用物理沉积法来制备CuInS2纳米棒的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用脉冲激光沉积法制备CuInS2纳米棒的方法，该方法工艺简单，对设备要求低。本专利技术的上述技术目的是通过如下技术方案来实现的:一种利用脉冲激光沉积法制备CuInS2纳米棒的方法,含以下步骤:(1)将清洁过的CuInS2陶瓷靶材和衬底分别固定在靶台和样品台上装入真空室，并调整样品台与靶台间距；(2)对衬底加热升温并稳定在生长纳米棒所需的温度值；(3)设定激光器的工作模式为恒能模式，并设定脉冲激光能量、脉冲激光频率和脉冲激光个数；(4)先启动样品台和靶台的自转并设定转速，再开启激光器，开始沉积纳米棒。本专利技术步骤(1)中所述的衬底优选为Si (100)衬底。本专利技术步骤(1)中调整样品台与靶台间距优选为30 60mm。本专利技术步骤⑵中生长纳米棒所需的温度值优选为20 700°C。本专利技术步骤(3)中脉冲激光能量优选为50 400mJ、脉冲激光频率优选为I 20Hz、脉冲个数优选为100 20000个。本专利技术步骤⑷中样品台的自转速度优选为I 10r/min,祀台的自转速度优选为1 5r/min。本专利技术具有如下优点:(1)本专利技术创新性地利用脉冲激光沉积(PLD)法制备CuInS2纳米棒，该方法工艺简单，对设备要求低；(2)本专利技术采用脉冲激光沉积法，通过控制脉冲频率，脉冲个数(沉积时间)、沉积温度等参数，在Si(IOO)单晶衬底上得到了直线性好且长宽比大的CuInS2纳米棒，并且可以通过调节各项实验参数对尺寸进行调控；(2)本专利技术制备得到的CuInS2纳米棒，其直线性好且长宽比大，在激光器谐振腔、光信号传输以及光滤波器等方面有着潜在的广泛应用。附图说明图1是本专利技术实施例1-6在Si (100)衬底上制备的CuInS2纳米棒的SEM照片；图2是本专利技术实施例1-8在Si (100)衬底上制备的CuInS2纳米棒的XPS图谱，其中 Cu:1n:S=0.98:1.03:1.97。具体实施例方式实施例1采用Si(IOO)作为衬底，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗器中清洗IOmin,工作频率40kHz ;然后先在H2SO4 (97wt%) =H2O2 (30wt%) =4:1(体积比)溶液中浸泡10分钟，继续在HF(50wt%):H2O=1: 10 (体积比)溶液中浸泡I分钟，最后用氮气吹干立即装入真空腔内。然后利用脉冲激光沉积设备在靶台与样品台间距55mm、衬底温度700°C、激光脉冲能量85mJ、脉冲激光频率1Hz、脉冲激光个数6000个、样品台和靶台自转速度分别为IOr/min和5r/min条件下,制备得到CuInS2纳米棒。所制备得到的纳米棒形貌如图1(a)所示，成分如图2所示。 实施例2采用Si(IOO)作为衬底，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗器中清洗IOmin,工作频率40kHz ;然后先在H2SO4 (97wt%) -.H2O2 (30wt%) =4:1(体积比)溶液中浸泡10分钟，继续在HF(50wt%):H2O=1: 10 (体积比)溶液中浸泡I分钟，最后用氮气吹干立即装入真空腔内。然后利用脉冲激光沉积设备在靶台与样品台间距55mm、衬底温度700°C、激光脉冲能量85mJ、脉冲激光频率1Hz、脉冲激光个数1000个、样品台和靶台自转速度分别为IOr/min和5r/min条件下,制备得到CuInS2纳米棒。所制备得到的纳米棒形貌如图1(b)所示，成分如图2所示。实施例3采用Si(IOO)作为衬底，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗器中清洗IOmin,工作频率40kHz ;然后先在H2SO4 (97wt%) -.H2O2 (30wt%) =4:1(体积比)溶液中浸泡10分钟，继续在HF(50wt%):H2O=1: 10 (体积比)溶液中浸泡I分钟，最后用氮气吹干立即装入真空腔内。然后利用脉冲激光沉积设备在靶台与样品台间距55mm、衬底温度700°C、激光脉冲能量150mJ、脉冲激光频率1Hz、脉冲激光个数2500个、样品台和靶台自转速度分别为10r/min和5r/min条件下,制备得到CuInS2纳米棒。所制备得到的纳米棒形貌如图1(c)所示，成分如图2所示。实施例4采用Si(IOO)作为衬底，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗器中清洗lOmin，工作频率40kHz ;然后先在H2SO4 (97wt%) =H2O2 (30wt%) =4:1(体积比)溶液中浸泡10分钟，继续在HF(50wt%):H2O=1: 10 (体积比)溶液中浸泡I分钟，最后用氮气吹干立即装入真空腔内。然后利用脉冲激光沉积设备在靶台与样品台间距55mm、衬底温度700°C、激光脉冲能量150mJ、脉冲激光频率1Hz、脉冲激光个数1500个、样品台和靶台自转速度分别为10r/min和5r/min条件下,制备得到CuInS2纳米棒。所制备得到的纳米棒形貌如图1(d)所示，成分如图2所示。实施例5采用Si(IOO)作为衬底，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗器中清洗IOmin,工作频率40kHz ;然后先在H2SO4 (97wt%) =H2O2 (30wt%) =4:1(体积比)溶液中浸泡10分钟，继续在HF(50wt%):H2O=1: 10 (体积比)溶液中浸泡I分钟，最后用氮气吹干立即装入真空腔内。然后利用脉冲激光沉积设备在靶台与样品台间距30mm、衬底温度700°C、激光脉冲能量200mJ、脉冲激光频率10Hz、脉冲激光个数1500个、样品台和靶台自转速度分别为10r/min和5r/min条件下,制备得到CuInS2纳米棒。所制备得到的纳米棒形貌如图1(e)所示，成分如图2所示。实施例6采用Si(IOO)作为衬底，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗器中清洗IOmin,工作频率40kHz ;然后先在H2SO4 (97wt%) -.H2O2 (30wt%) =4:1(体积比)溶液中浸泡10分钟，继续在HF(50wt%):H2O=1: 10 (体积比)溶液中浸泡I分钟，最后用氮气吹干立即本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用脉冲激光沉积法制备CuInS2纳米棒的方法，其特征含以下步骤：(1)将清洁过的CuInS2陶瓷靶材和衬底分别固定在靶台和样品台上装入真空室，并调整样品台与靶台间距；(2)对衬底加热升温并稳定在生长纳米棒所需的温度值；(3)设定激光器的工作模式为恒能模式，并设定脉冲激光能量、脉冲激光频率和脉冲激光个数；(4)先启动样品台和靶台的自转并设定转速，再开启激光器，开始沉积纳米棒。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何云斌，王志强，黎明锴，尚勋忠，常钢，尹向阳，余凤兵，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，湖北大学，
类型：发明
国别省市：
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