ZnS/Si核壳纳米线或纳米带及多晶Si管制备方法

摘要

本发明公开了一种ZnS/Si核壳纳米线或纳米带及多晶Si管制备方法。本发明采用在真空管式炉中进行两步热蒸发，利用不同形貌的ZnS为模板，通过控制Si的生长时间合成了不同直径的ZnS/Si核壳纳米线或纳米带，再利用稀盐酸处理得到多种形貌和不同直径的多晶Si管。该方法操作简单、可控性好，适于大规模生产多种形貌、不同直径的ZnS/Si核壳纳米线或纳米带及多晶Si管。本发明方法得到的一维纳米材料在硅基集成电路、纳米光学器件和纳米传感器等方面具有广泛的应用前景。

主权项

一种ZnS/Si核壳纳米线或纳米带的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：a.  不同形貌ZnS模板的制备1) 将氧化铝管安装在真空管式炉中作为加热腔，将ZnS粉末置于氧化铝管中部作为蒸发源，将一个或多个表面覆金衬底放置在管中气流方向的下游；2) 密封整个系统，将氧化铝管内预抽真空，通入掺有5% H2的高纯氩气，速率为每分钟25~50立方厘米，并保持管中的压强为1×104 Pa ~ 4×104Pa，将氧化铝管中部ZnS粉末所在位置以每分钟10℃~50℃的速率加热至1000℃ ~ 1100℃，此时所述衬底区域沿气流方向具有900℃至400℃的温度梯度，维持该温度梯度1~5个小时； 3) 停止加热，将氧化铝管冷却至室温，在低温区域的衬底上形成ZnS纳米线，在高温区域的衬底上形成ZnS纳米带，其中所述低温区域的温度为400℃ ~550℃，所述高温区域的温度为750℃~900℃；b． ZnS/Si核壳纳米线或纳米带的制备4) 将SiO粉末至于氧化铝管中部，将步骤3）中得到的载有ZnS纳米线或ZnS纳米带的衬底放置在管中气流方向的下游； 5) 将管内预抽真空，通入掺有5% H2的高纯氩气，速率为每分钟25~50立方厘米，并保持管中的压强为1×104 Pa~4×104Pa，将氧化铝管中部SiO粉末所在位置以每分钟10℃~50℃的速率加热至1250℃~1350℃，此时所述衬底区域沿气流方向具有900 ℃至600℃的温度梯度，维持该温度梯度0.5~4个小时，使Si沉积在ZnS模板上形成ZnS/Si核壳纳米线或纳米带； 6) 停止加热，将氧化铝管冷却至室温，得到与ZnS纳米线或纳米带形貌相同的ZnS/Si核壳纳米线或纳米带。