一种ZnO三维同质pn结纳米阵列及其制备方法

摘要

本发明涉及ZnO三维同质pn结纳米阵列及其制备方法，该阵列的主干为垂直于衬底的一维p型ZnO纳米线，分支为径向分布的n型ZnO纳米棒。制备方法包括利用气相法在衬底上制备一维直立的ZnO纳米线阵列，通过扩散法把上述阵列转变为一维p型ZnO纳米线阵列，最后通过水热法在p型ZnO纳米阵列上生长径向分布的n型ZnO纳米棒。本发明方法简单易行，重复性高，可通过控制气相反应生长温度和液相溶液浓度来分别调节三维ZnO纳米同质pn结阵列主干和分支的长度和密度，可广泛应用于纳米光电、光催化和能量转换器件等领域。

主权项

一种ZnO三维同质pn结纳米阵列的制备方法，该ZnO三维同质pn结纳米阵列的主干为垂直于衬底的一维p型ZnO纳米线，分支为径向分布的n型ZnO纳米棒，其制备包括以下步骤：1）将纯ZnO粉末和纯石墨粉按质量比2:1放入石英U型管中，将长有ZnO籽晶层的衬底放入U型管口一侧，生长室真空度至少抽至10 Pa，衬底加热升温到900~950℃，生长室通入纯氮气和纯氧气，氮气流量为90~99 sccm，氧气流量为1~10 sccm，控制压强为1000~1300 Pa，生长一维直立的ZnO纳米线阵列;2）将上述长有一维直立的ZnO纳米线阵列的衬底放入石英舟内，覆盖在p型扩散源上，将石英舟放入生长室，升温至600~800℃，真空抽至10 pa，通入纯氧气，流量为100 sccm，控制压强为2000~5000 Pa，保温2~3小时，形成垂直于衬底的一维p型ZnO纳米线阵列;3）将浓度为0.5~1 mg/ml的ZnO纳米晶氯仿溶液滴在上述一维p型ZnO纳米线阵列上，升温至200~300℃保持10~50分钟，然后将衬底面朝下放置在浓度均为0.01~0.025 mol/L的六亚甲基四氨和二水硝酸锌混合溶液的聚四氟乙烯内胆内，加热到80~100℃保温5~20小时，得到主干为一维p型ZnO纳米线，分支为径向分布的n型ZnO纳米棒的ZnO三维同质pn结纳米阵列。