[发明专利]一种纳米光电材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，具体为一种纳米光电材料制备方法。

背景技术

光电材料是指用于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器光信息处理和存储装置及光通信等）的材料，主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等。下面主要介绍一下红外材料、激光材料及其在军事领域的应用。

目前在纳米光电材料的制备过程中所得的纳米光电材料金属熔点大多数都是比较集中在某个熔点左右，大多数不能使用同一设备制备出多种熔点不一的纳米金属材料，且每次制备的量较少，制备成本较高，所以需要一种纳米光电材料制备方法。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米光电材料制备方法，解决了制备处出纳米金属材料熔点较为集中和制备量较少的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种纳米光电材料制备方法，包括以下步骤：

S1、制备材料的准备，加热箱、真空泵、气泵、阳极金属板、阴极金属板、电源和惰性气体等。

S2、真空加热，将阳极金属板和阴极金属板放入加热箱内，使用真空泵抽出加热箱内的空气，形成真空加热箱。

S3、充气，在步骤S2中将加热箱内的气体抽出形成真空后，将加热箱的内部利用气泵充入惰性气体，密封。

S4、通电，通过电源使得阳极金属板和阴极金属板通电，得出超微粒子，阳极金属板和阴极金属板通电反应原理如图1所示。

S5、收集纳米光电材料，断开电源，停止加热，对真空加热箱泄压，使用刮板将阴极金属板内的超微粒子，得出成品。

优选的，所述步骤S1中的加热箱包括观察口、压力表、泄压阀和加热装置，所述步骤S1中的加热装置采用电阻加热装置。

优选的，所述步骤S2中加热箱加热温度为八十摄氏度至一百摄氏度之间。

优选的，所述步骤S3中的阳极金属板和阴极金属板以加热箱的中心线为对称线呈对称分布，所述步骤S3中的惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气等，所述步骤S3中使用的惰性气体为氩气，所述步骤S3中的氩气气压为40～250Pa。

优选的，所述步骤S4中的通电电压为0.3-1.5KV，所述步骤S4中得出的超微粒子固体颗粒比表面积与其粒径的关系可由下式表示：Sw=K/ρD；

式中 Sw———粒子的比表面积；

K———形状因子(球形和立方体粒子的K 为6)；

ρ———粒子的理论密度；

D———粒子的平均直径；

另外能级间距与金属颗粒直径之间的关系如公式：δ=EF/3N；

式中δ———能级间距；

EF———费米能级；

N———总电子数；

同时随着靶材的表面积越大，原子的蒸发速率越大，所得出的超微粒子的获得量越多。

（三）有益效果

本发明提供了一种纳米光电材料制备方法，具备以下有益效果：

（1）、该纳米光电材料制备方法，通过设置电源使得阳极金属板和阴极金属板通电，得出超微粒子，步骤S3中的阳极金属板和阴极金属板以加热箱的中心线为对称线呈对称分布，步骤S3中的惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气等，步骤S3中使用的惰性气体为氩气，步骤S3中的氩气气压为40～250Pa，达到了蒸发出来形成超微粒子的效果，由于两电极间的辉光放电使氩离子形成，在电场的作用下氩离子冲击阴极靶材表面,使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子，适用面较广，可制备低熔点和高熔点纳米金属，从而有效的解决了制备处出纳米金属材料熔点较为集中和制备量较少的问题。

（2）、该纳米光电材料制备方法，通过设置阳极金属板和阴极金属板通电反应原理如图1所示，步骤S4中的通电电压为0.3-1.5KV，达到了通过控制两电极间的电压、电流和气体压力，能够达到控制超微粒子的获得量，在电场的作用下氩离子冲击阴极靶材表面,使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子，并在附着面上沉积下来，粒子的大小及尺寸分布主要取决于两电极间的电压、电流和气体压力，靶材的表面积越大，原子的蒸发速率越大，超微粒子的获得量越多，从而有效的解决了制备处出纳米金属材料熔点较为集中和制备量较少的问题。

（3）、该纳米光电材料制备方法，通过设置步骤S4中得出的超微粒子固体颗粒比表面积与其粒径的关系可由下式表示：Sw=K/ρD；

式中 Sw———粒子的比表面积；