[发明专利]一种控制氧化锌纳米棒/纳米管阵列取向和形貌特征的方法

权利要求书

1.一种控制氧化锌纳米棒/纳米管阵列取向和形貌特征的方法，其特征在于包括如下步骤：

采用溶胶-凝胶旋涂法和快速退火工艺相结合，在基底表面沉积高度取向的实心或中空ZnO种子层薄膜，将ZnO种子层薄膜在硝酸锌水溶液中外延生长得到高度取向的ZnO纳米棒/纳米管阵列薄膜；

所述的在基底上沉积高度取向的实心或中空ZnO种子层薄膜的方法，采用以下步骤：

a.配制种子层前驱体溶液：将等摩尔乙酸锌和稳定剂依次溶解到乙醇中，乙酸锌的浓度为0.075～0.3M，充分搅拌后，密封均化制成种子层前驱体溶液；

b.沉积基底的清洗：将基底进行彻底清洗；

c.沉积ZnO种子层：将种子层前驱体溶液以3000-7500转/min的速度旋涂到基底表面；

d.将涂胶后的基底在280℃下蒸发掉溶剂或热解5min以上；转移到快速退火炉中，在300-800℃的温度下进行热处理，得到实心或中空ZnO种子层薄膜；

所述的在溶液中外延生长制备出高度取向的ZnO纳米棒/纳米管阵列薄膜的方法，采用以下步骤：

a.配制外延生长溶液：所用的试剂为等摩尔量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亚甲基四胺，其浓度为0.01-0.1mol·L^-1，添加聚乙烯亚胺作为ZnO纳米棒/纳米管的外延生长调节剂，其浓度为5-20mmol·L^-1；

b.将外延生长溶液在85-95℃下的密闭容器中预热0.5-5小时；

c.将实心或中空ZnO种子层薄膜采用顶面向下方式放入外延溶液中生长，生长时间为1-48小时；

d.将生长完的薄膜取出，并保持面向下快速放入去离子水中静止浸泡30min后，转入无水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥，保存；

所述的热处理为：在300℃的空气条件下处理5min以上，在500℃空气条件下处理5min以上，得到实心ZnO种子层薄膜；再将实心ZnO种子层薄膜在650℃以上的温度下处理5min以上，得到中空ZnO种子层薄膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的稳定剂为单乙醇胺。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的基底为普通玻璃、ITO或FTO导电玻璃、镀Pt硅片、单晶硅片或蓝宝石。