ZnO微米管的定向生长方法

摘要

本发明是一种ZnO微米管的定向生长方法，其以混合均匀的微米和纳米ZnO粉末作为源，将其压制成中空结构的块状试样；并置于在垂直方向分布均匀而水平方向分布不均匀的微波场中，块状试样被加热至1200～1300℃并在芯部的空腔中蒸发；在加热和蒸发的过程中，通过控制微波功率来调节微波场的强度和控制试样的蒸发速率，使被加热蒸发的ZnO粉末在低温区沿微波电场方向形成定向生长的ZnO微米管。本发明采用控制微波场的方向和强度，以及直接利用ZnO粉末作为源和不采用任何催化剂及采用中空结构的块状作为生长腔的技术方案，因此与现有技术相比，具有工艺简单、无污染、成本低和容易实施等优点。

主权项

1. 一种ZnO微米管的定向生长方法，其特征是控制微波场的方向和强度，直接利用ZnO粉末作为源，不采用任何催化剂，使ZnO微米管的C轴即管的长度方向沿微波电场的方向定向生长；其具体步骤包括：(1)以混合均匀的微米和纳米ZnO粉末作为源，将其压制成呈中空结构的块状试样；(2)在垂直方向分布均匀而水平方向分布不均匀的微波场中，试样被加热至1200～1300℃，并在芯部的空腔中蒸发；在加热和蒸发的过程中，通过控制微波功率来调节微波场的强度和控制试样的蒸发速率；(3)在远离中心的区域，因为微波场的强度较低，同中心区域相比为低温区，纳米ZnO粉末因为表面活性高吸收微波的能力强，会在较低温度下蒸发，在低温区首先形成液滴，即ZnO管的核，微米ZnO粉末形成的蒸气提供锌源，ZnO吸收微波能量的机理来自于ZnO的极化，所以沿微波电场方向形成定向生长的ZnO微米管。