[发明专利]一种核壳型有机/硫化镉纳米线异质结阵列的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体纳米材料及其异质结制备领域，具体的涉及一种核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法。

背景技术

半导体异质结是各种光电子器件中的基本单元，具有广泛和重要的应用。异质结可以分成同型（p-p或n-n）和异型（p-n）异质结两种。传统的半导体异质结是由两或多部分因成分调制而带隙或导电类型不同的单晶半导体组合而成，它可以根据需要被设计成具有p-n、p-n-p、n-p-n、p-i-n或p-i-p等各种异质结构。信息技术的飞速发展对电子、光电子器件的小型化和集成度的要求越来越高，大规模集成电路的单个器件尺寸已经进入亚微米甚至纳米级别。作为实现纳米尺寸器件集成的前提和基础，如何在纳米尺寸范围内构筑纳米p-n结，则成为亟待解决的问题。

有机/无机杂化纳米材料因其可以通过有效的复合实现有机/无机材料的协同作用，获得单个组分材料所不具备的高性能，从而成为材料科学界研究的热点领域之一。无机材料性能优越，但其组分单一，不易调控。而有机半导体材料种类繁多，其不但具有良好的机械柔韧性和宽光谱的性质，有机半导体材料的分子构型和能级结构还可以通过对分子的设计与合成进行灵活的调控。相比于传统的无机半导体异质结纳米结构，有机/无机杂化纳米异质结构结合了无机半导体材料良好的稳定性和优良的电子传输性能，以及有机半导体易于通过化学修饰来调控性能的优点，因此有望展现出更优越的性能。通过对有机/无机杂化纳米异质结的研究不但能深化对无机、有机纳米材料的认识，还有利于开发出新的有机/无机杂化纳米器件。

    到目前为止，国际上关于有机/无机异质结纳米线的报道比较少，近年来报道的制备有机/无机异质结的制备方法几乎大部分集中在利用AAO（多孔氧化铝）为模板，通过电化学沉积的方法依次将无机和有机纳米线沉积到AAO纳米孔洞中，从而实现有机/无机异质结纳米线的制备（Yanbing Guo, Qingxin Tang, Huibiao Liu, Yajie Zhang, Yuliang Li, Wenping Hu, Shu Wang, and Daoben Zhu，Light-Controlled Organic/Inorganic P -N Junction Nanowires，J. AM. CHEM. SOC. 2008 , 130 , 9198–9199. Yanbing Guo, Huibiao Liu, Yongjun Li,Guoxing Li,Yingjie Zhao,Yinglin Song,and Yuliang Li, Controlled Core-Shell Structure for Efficiently Enhancing Field-Emission Properties of Organic-Inorganic Hybrid Nanorods, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 12669–12673. Dezhong Zhang,Liang Luo,Qing Liao,Hao Wang,Hongbing Fu,and Jianniao Yao, Polypyrrole/ZnS Core/Shell Coaxial Nanowires Prepared by Anodic Aluminum Oxide Template Methods, J. Phys. Chem. C， 2011, 115, 2360 –2365）。然而上面提到的合成方法受限于AAO模板的尺寸，产量少，且进一步应用时还得溶解掉氧化铝模板，有机溶剂的引入不可避免对有机纳米线的晶体质量带来损害，这种方法的可控性较差，难以精确调控有机/无机异质结纳米线的结构。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法，以高密度有机纳米线阵列为模板，通过原子层沉积（ALD）首先在纳米线表面修饰一层Al₂O₃过渡层，再在此过渡层上沉积CdS壳层，形成表面光滑的有机/无机纳米线异质结阵列，然后再通过一定温度下将核壳结构中有机纳米线蒸发，还可以方便得到中空CdS纳米管阵列。

其具体步骤如下：

1）采用物理气相沉积方法，生长高密度的有机纳米线阵列；