[发明专利]一种溶剂热法制备Sm2O3 纳米阵列的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Sm₂O₃纳米阵列的制备方法，特别涉及一种溶剂热法制备Sm₂O₃纳米阵列的方法。

背景技术

Sm₂O₃是一种淡黄色粉末，易潮解，不溶于水，易溶于无机酸。Sm₂O₃是新一代的能量转化材料和光电薄膜材料。Sm₂O₃薄膜可用来制备光学开关、数据存储、光电转换元件和电学开关等。高度有序的Sm₂O₃纳米阵列的光电性能更加优异，在电子器件和光导器件的理论和应用方面具有重要的意义，在光学材料、垂直磁性记录材料、锂电池的电极材料和光催化剂等方面有着广阔的应用前景。

目前所报道的主要为制备Sm₂O₃光学薄膜的方法，有真空蒸镀[V.A.Rozhkov,A.Yu.Trusova,I.G.Berezhnoy.Silicon MIS structures using samarium oxide films.Thin Solid Films,325(1998)151–155]、气氛蒸镀的方法[A.A.Dakhel.dielecyric and optical properties of samarium oxide thin films,Journal of Alloys and Compounds,365(2004)233-239]、溶胶-凝胶法[黄剑锋，黄艳，曹丽云，贺导艳，吴建鹏，贺海燕.溶胶-凝胶法制备Sm₂O₃光学薄膜,硅酸盐学报,2006,34(11):1341-1344]和水热法[黄艳,黄剑锋,曹丽云,陈东旭,吴建鹏.水热法制备Sm₂O₃微晶薄膜,人工晶体学报,2007,36(3):627-630]。真空蒸镀的方法是在真空条件下加热Sm₂O₃，在低温基版上沉积获得Sm₂O₃薄膜。气氛蒸镀的方法是在氧气气氛下加热Sm₂O₃，在低温基版上沉积获得Sm₂O₃薄膜。这两种方法对设备要求都很高，设备仪器比较昂贵，由于蒸镀在整个容器中存在，对Sm₂O₃原料的利用率很小。同时，溶胶-凝胶法制备Sm₂O₃薄膜，溶胶制备周期长，且均匀性差，薄膜需要后期热处理，从而使得薄膜卷曲、干裂、晶粒粗化以及薄膜与衬底结合力变差或气氛反应等缺陷。水热法制备Sm₂O₃薄膜，压力不易获得，反应时间长。为了达到实用化的目的，必须开发生产成本低的Sm₂O₃光电薄膜制备工艺。

Sm₂O₃纳米阵列作为一种特殊结构的Sm₂O₃薄膜材料，具有更加优异的光、电及化学特性，但关于Sm₂O₃纳米阵列的制备方法还未见报道过。而已有报道，Vayssieres等人在液相中，直接在基板上制备出了ZnO有序纳米阵列，[Vayssieres L,Keis K,Lindquist S E,et al.Purpose-built anisotropic metal oxide material:3D highly oriented m-i crorod array of ZnO[J].J Phys Chem B,2001,105:3350]、Yang等人采用先给基板表面涂覆ZnO晶种再于液相中生长的两步合成法，成功地制备了单晶结构的纤锌矿ZnO纳米线阵列。[Greene L E,Law M,Yang P,et al.Low-temperature wa-fer-scale production of ZnO nanowire arrays[J].Angew Chem Int Ed,2003,42:3031]。

发明内容