[发明专利]在金属衬底上定向生长一维无机纳米线阵列的方法

权利要求书

1.一种制备一维无机纳米线阵列的方法，包括如下步骤：

1)将用于制备所述一维无机纳米线阵列的前驱体置于容器中，并将其放入真空管式炉的高温区；取金属衬底置于容器中，一并放入所述真空管式炉的低温区，所述金属衬底距离高温区中心10-20cm；使所述真空管式炉的炉腔内呈无氧状态，然后用非氧化性保护气体将所述炉腔内的压强充至1x10³Pa，密封所述真空管式炉；所述高温区的温度为1300度-1400度，所述低温区的温度为600度-1000度；

2)开启加热装置，以10℃/分钟--20℃/分钟的升温速率，将所述真空管式炉的高温区加热至所述前驱物的蒸发温度，维持所述前驱物的蒸发温度30分钟-300分钟，停止加热，自然冷却至室温，然后向所述炉腔内充入非氧化性气体至一个大气压，打开炉腔，在所述金属衬底上得到了竖直生长的一维无机纳米线阵列；

其中，所述金属衬底的熔点不高于600度，沸点不低于所述前驱体的蒸发温度；且所述金属衬底为所述前驱体生成所述一维无机纳米线阵列的催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述前驱体为适用于化学气相沉积法的原料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述非氧化性保护气体为氮气、氩气或氩氢混合气体；所述氩氢混合气体中氩气与氢气的体积比为95∶5。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：步骤2中，向所述炉腔内通入非氧化性气体至一个大气压时，所述非氧化性气体的流量不高于400sccm，优选100sccm-400sccm。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述真空管式炉的高温区的温度为1360度。

6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述一维无机纳米线阵列为SiO2纳米线阵列，制备方法如下：将前驱体置于容器1中，并将所述容器1放入真空管式炉的高温区；取金属衬底分别置于容器2和容器2′中，并将所述容器2和容器2′放入所述真空管式炉中容器1的两侧，使容器1与容器2和容器2′的距离均为10-16cm；使所述真空管式炉的炉腔内呈无氧状态，然后用所述非氧化性保护气体将所述炉腔内的压强充至1x10³Pa，密封所述真空管式炉；所述锡粉与所述SiO的质量比不低于100∶1；所述前驱体为SiO，所述金属衬底为锡粉；

2)开启加热装置，以10-20℃/分钟的升温速率，将所述真空管式炉的高温区加热至SiO的蒸发温度即1360℃，维持所述蒸发温度30-40分钟，停止加热，自然冷却至室温，然后向所述炉腔内充入非氧化性保护气体至一个大气压，打开炉腔，在所述金属锡衬底上得到了竖直生长的一维SiO₂纳米线阵列。

7.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述一维无机纳米线阵列为Si纳米线阵列，制备方法如下：将前驱体置于容器1中，并将所述容器1放入真空管式炉的高温区；取金属衬底分别置于容器2和容器2′中，并将所述容器2和容器2′放入所述真空管式炉中容器1的两侧，使容器1与容器2和容器2′的距离均为14-20cm；使所述真空管式炉的炉腔内呈无氧状态，然后用所述非氧化性保护气体将所述炉腔内的压强充至1x10³Pa，密封所述真空管式炉；所述锡粉与所述SiO的质量比不高于50∶1；所述前驱体为SiO，所述金属衬底为锡粉；

2)开启加热装置，以10-20℃/分钟的升温速率，将所述真空管式炉的高温区加热至所述前驱物的蒸发温度即1360℃，维持所述蒸发温度50-120分钟，停止加热，自然冷却至室温，然后向所述炉腔内充入非氧化性保护气体至一个大气压，打开炉腔，在所述金属锡衬底上得到了竖直生长的一维Si纳米线阵列。