[发明专利]一种ZnO纳米棒阵列尺寸可控生长方法

摘要

本发明涉及一种ZnO纳米棒阵列尺寸可控生长的方法，该方法是先在衬底上制备ZnO晶核层，再利用化学水浴沉积法进行纳米棒阵列的生长，通过改变ZnO纳米颗粒的密度和大小从而控制ZnO纳米棒阵列的直径大小，本发明两步化学水浴沉积法不但具有操作简单，93℃低温生长，低耗费，适于在除塑料外的任何衬底上生长，易于实现大规模生产等优点。而且通过调节晶核层ZnO纳米颗粒的密度和大小，成功实现了ZnO纳米棒阵列直径大小可控生长。本发明为其他纳米材料尺寸可控生长提供了有效后备方法。

主权项

一种ZnO纳米棒阵列尺寸可控生长方法，其特征在于：该方法是先在衬底上制备ZnO晶核层，再利用化学水浴沉积法进行纳米棒阵列的生长，通过改变ZnO纳米颗粒的密度和大小从而控制ZnO纳米棒阵列的直径大小；其具体步骤如下：第一步：ZnO晶核层的制备①、配置Zn(OOCCH3)2·2H2O酒精溶液，摩尔浓度为0.005M，65℃加热磁力搅拌1h，形成无色透明溶液；②、将Si衬底依次放在无水乙醇和去离子水中超声处理20分钟，在空气中晾干待用；③、使用旋涂仪将步骤①中的无色透明溶液旋涂在Si衬底上，旋涂时间30秒，旋涂速度2000转/秒，旋涂1或2或3或4次后，250℃烧结30分钟；④、重复上述步骤③一次，最终在Si衬底上生成了ZnO纳米颗粒晶核层，上述③、④随着旋涂次数的改变，ZnO纳米颗粒的密度将发生改变，当保持旋涂次数不变时，改变烧结温度T 250℃或500℃或600℃，ZnO纳米颗粒的大小将发生改变；第二步：ZnO纳米棒阵列的制备①、将硝酸锌和六次甲基四胺以等摩尔比1∶1溶于去离子水中，硝酸锌和六次甲基四胺浓度皆为1M，配制好的反应溶液，放于烧杯中；②、将镀有ZnO纳米颗粒晶核层的Si衬底倾斜置于盛有①中反应溶液的烧杯底部，放入93℃的反应炉中，生长2h；③、反应后，将衬底取出，用去离子水清洗干净，晾干即可；当衬底上ZnO纳米颗粒密度大于临界值2.3×108cm‑2时，实现ZnO纳米棒阵列由40nm～150nm的可控生长。