一种Si纳米井/ZnO纳米棒阵列二级结构的制备方法

摘要

一种Si纳米井/ZnO纳米棒阵列二级结构的制备方法，实现了Si纳米井阵列刻蚀技术和ZnO晶体的水热法生长技术的结合，使ZnO纳米棒在Si纳米井中生长，得到了Si纳米井/ZnO纳米棒二级结构。优点在于：可以同时保证材料的光吸收效率和光电转化率；材料的形貌可控，可通过改变工艺参数直接调控结构；原材料成本低，加工工艺成熟、速度快，可实现大面积高密度制备。Si和ZnO以这种方式结合在一起，可以组成高密度图案化排列的Si-ZnO异质结。其成品率高，有利于后续器件应用和产业化开发，所得到的材料可广泛应用于纳米电子学、光电子学、光子学、催化材料和传感器等领域。

主权项

一种Si纳米井/ZnO纳米棒阵列二级结构的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1） 制备Si纳米井阵列利用三光束激光干涉技术，结合金属催化刻蚀，对基片依次进行清洗、涂胶、曝光、显影、喷金、刻蚀等操作步骤，制备出图案化的Si纳米井阵列；（2） 去除金薄膜将浓硝酸与浓盐酸以体积比1:3混合，配制王水；将上一步所得材料在王水中浸泡3‑10min，然后多次用去离子水冲洗，再氮气吹干，得到没有金附着的Si纳米井阵列；（3） 配制晶种液     取醋酸锌和乙醇胺溶液混合，配成生长ZnO晶体的晶种液；（4） 旋涂ZnO晶种层用台式匀胶机在Si纳米井阵列基底上滴加ZnO晶种液旋涂ZnO晶种层；（5） 退火处理将带有晶种层的基片正放于瓷舟中，以另一瓷舟倒置盖严，放入恒温炉中，350℃保温30min，取出后在空气中自然冷却；（6） 配制晶体水热生长液用等物质的量的硝酸锌和六亚甲基四胺配制成ZnO晶体生长液；（7） 棒状纳米ZnO晶体生长将基片倒置浮于生长液表面，放入95℃恒温箱，反应后用去离子水冲洗基片表面，氮气吹干，即得到所要制备的Si纳米井阵列孔径为500‑900nm、ZnO纳米棒高度为100‑200nm的二级结构材料。