專利名稱：方塊形納米ZnO材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方塊形納米ZnO材料的制備方法，屬半導(dǎo)體光電納米材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米氧化鋅(ZnO)是一種重要的II -VI族寬禁帶半導(dǎo)體材料，禁帶寬度為3.37 eV，高的激子束縛能(室溫下為60 meV)大大提高了納米ZnO材料的激發(fā)發(fā)射性能，降低了 室溫下的激發(fā)閾值，是一種適合于室溫或更高溫度下的可見(jiàn)和紫外光發(fā)射的優(yōu)良材料。另 外，其導(dǎo)電性較高，而且來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，無(wú)毒且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，具有生物安全性和生物 相容性等特點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的氧化物半導(dǎo)體材料。不同形貌的納米ZnO材料(如納米花、納米線、納米管、納米盤(pán)等)具有不同的物理 化學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用在太陽(yáng)能電池、納米發(fā)電機(jī)、發(fā)光二極管、激光發(fā)生器等領(lǐng)域。塊形納 米材料具有獨(dú)特的邊和面特性，在場(chǎng)發(fā)射顯示器件方面具有較好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在基于聚酯(PET)的摻錫氧化銦(ΙΤ0)襯底上制備方 塊形納米ZnO材料的方法。本發(fā)明一種方塊形納米ZnO材料的制備方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步 驟
a.首先將基于聚酯(PET)的摻錫氧化銦(ITO)襯底分別在丙酮、乙醇、蒸餾水中超聲 10 15 min，然后在80 100 ！下干燥，待用。b.將一定濃度一定體積的硝酸鋅或醋酸鋅水溶液與同濃度同體積的六亞甲基四 胺(HMTA)水溶液相混合，隨后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在75 95 °C反應(yīng)3 8 h ；硝酸鋅或醋酸 鋅溶液的濃度為0. 02 0. 10 mol/L ；
c.然后取出基于聚酯(PET)的摻錫氧化銦(ITO)襯底，放在去離子水中浸泡5 min，洗 去雜質(zhì)，在90 120 °C烘干30 min,隨后冷卻至室溫，最終得到方塊形納米ZnO材料。本發(fā)明通過(guò)溶液法在基于聚酯(PET)的摻錫氧化銦(ITO)襯底上首次制備了方塊 形納米ZnO材料，所制得的納米ZnO材料為邊長(zhǎng)約50 100 nm的四方塊形納米結(jié)構(gòu)，具有 較明顯的面與面之間的邊緣特性，可適用于場(chǎng)發(fā)射顯示器領(lǐng)域。經(jīng)能譜分析，本發(fā)明中的 ZnO納米材料，其所含Zn原子與0原子的比例接近1，可推測(cè)此納米材料為ZnO。本發(fā)明方法具有反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)成本低、安全環(huán)保等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中所制得的方塊形納米ZnO材料的掃描電鏡(SEM)照片圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
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實(shí)施例1 本實(shí)施例的制備步驟如下
1) ITO襯底分別經(jīng)丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗15 min，然后95 °C干燥待用。2)將20 mL的0. 02 mol/L的Zn(NO3)2水溶液與同濃度等體積的HMTA水溶液混 合，隨后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在80 °C反應(yīng)4 h。3)取出襯底在去離子水中浸泡5 min，洗去雜質(zhì)，在100 °C烘干30 min，冷卻至室 溫，最終得到方塊形納米ZnO材料。采用上述方法可在ITO襯底上制備規(guī)整的方塊形納米材料，從SEM電鏡照片上可 以看到方塊形納米材料的邊長(zhǎng)約為100 nm。經(jīng)能譜分析此納米材料中所含Zn原子與0原 子的百分比分別為34. 96%,42. 39%，可推測(cè)此納米材料為ZnO。實(shí)施例2 本實(shí)施例的制備步驟如下
1)ΙΤ0襯底分別經(jīng)丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗15 min，然后95 °C干燥待用。2)將20 mL的0. 10 mol/L的Zn(NO3)2水溶液與同濃度等體積的HMTA水溶液混 合，隨后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在95 °C反應(yīng)6 h。3)取出襯底在去離子水中浸泡5 min，洗去雜質(zhì)，在100 °C烘干30 min，冷卻至室 溫，最終得到方塊形納米ZnO材料。采用上述方法可在ITO襯底上制備規(guī)整的方塊形納米材料，從SEM電鏡照片上可 以看到方塊形納米材料的邊長(zhǎng)約為80 nm。經(jīng)能譜分析此納米材料中所含Zn原子與0原子 的百分比分別為24. 96%,37. 39%，可推測(cè)此納米材料為ZnO。實(shí)施例3 本實(shí)施例的制備步驟如下
1)ΙΤ0襯底分別經(jīng)丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗15 min，然后95 °C干燥待用。2)將20 mL的0. 05 mol/L的Zn(NO3)2水溶液與同濃度等體積的HMTA水溶液混 合，隨后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在95 °C反應(yīng)8 h。3)取出襯底在去離子水中浸泡5 min，洗去雜質(zhì)，在100 °C烘干30 min，冷卻至室 溫，最終得到方塊形納米ZnO材料。采用上述方法可在ITO導(dǎo)電膜上制備規(guī)整的方塊形納米材料，從SEM電鏡照片上 可以看到方塊形納米材料的邊長(zhǎng)約為70 nm。經(jīng)能譜分析此納米材料中所含Zn原子與0原 子的百分比分別為28. 67%,31. 52%，可推測(cè)此納米材料為ZnO。實(shí)施例4 本實(shí)施例的制備步驟如下
1)ΙΤ0襯底分別經(jīng)丙酮、乙醇、蒸餾水超聲清洗15 min，然后95 °C干燥待用。2)將20 mL的0. 10 mol/L的Zn(Ac)2水溶液與同濃度等體積的HMTA水溶液混 合，隨后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在90 °C反應(yīng)4 h。3)取出襯底在去離子水中浸泡5 min，洗去雜質(zhì)，在120 °C烘干30 min，冷卻至室 溫，最終得到方塊形納米ZnO材料。采用上述方法可在ITO襯底上制備規(guī)整的方塊形納米材料，從SEM電鏡照片上可 以看到方塊形納米材料的邊長(zhǎng)約為100 nm。經(jīng)能譜分析此納米材料中所含Zn原子與0原 子的百分比分別為31. 32%,36. 95%，可推測(cè)此納米材料為ZnO。本發(fā)明實(shí)施例中所制得的方塊形納米ZnO材料的形貌可參見(jiàn)圖1。圖1為方塊形 納米ZnO材料的掃描電鏡(SEM)照片。從圖中可見(jiàn)方塊形納米材料的邊長(zhǎng)為50 100 nm 之間。
經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明制得的方塊形納米ZnO材料在390 nm附近具有很好的發(fā)光性，其 強(qiáng)度可達(dá)10000。
權(quán)利要求
一種方塊形納米ZnO材料的制備方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步驟a． 首先將基于聚酯(PET)的摻錫氧化銦(ITO)襯底分別在丙酮、乙醇、蒸餾水中超聲10～15 min，然后在80～100 ℃下干燥，待用；b． 將一定濃度一定體積的硝酸鋅或醋酸鋅水溶液與同濃度同體積的六亞甲基四胺(HMTA)水溶液相混合，隨后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在75～95 ℃溫度下反應(yīng)3～8 h；硝酸鋅或醋酸鋅溶液的濃度為0.02～0.10 mol/L；c.然后取出基于聚酯(PET)的摻錫氧化銦(ITO)襯底，放在去離子水中浸泡5 min，洗去雜質(zhì)，在90～120 ℃烘干30 min，隨后冷卻至室溫，最終得到方塊形納米ZnO材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方塊形納米ZnO材料的制備方法，屬于半導(dǎo)體光電納米材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法主要是將基于聚酯(PET)的摻錫氧化銦(ITO)襯底在丙酮、乙醇、蒸餾水中分別超聲清洗后，在75～95℃下，在反應(yīng)釜中，將硝酸鋅或醋酸鋅與六亞甲基四胺的水溶液共同進(jìn)行反應(yīng)。最終在襯底上生長(zhǎng)得到方塊形納米ZnO材料。本發(fā)明方法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、制造成本低。所制備的納米ZnO材料為邊長(zhǎng)50～100nm的四方塊形納米結(jié)構(gòu)，具有較明顯的面與面之間的邊緣特性，可用于場(chǎng)發(fā)射顯示器件領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B82B3/00GK101982415SQ20101053467
公開(kāi)日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者宋繼中, 朱棣, 王均安, 裴昌龍, 賀英, 陳杰 申請(qǐng)人:上海大學(xué)