[发明专利]一维氧化锡量子线的溶剂热制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体材料领域，尤其涉及一种一维氧化锡量子线的溶剂热制备方法。

背景技术

氧化锡作为一种性能优良的n型宽禁带(3.6eV)半导体，它具有高透光性，低电阻率，高气敏活性等优良性能，是理想的太阳能电池，透明电极，薄膜电阻和气敏器件材料。

在一维氧化锡纳米材料方面，目前人们对氧化锡纳米线和纳米棒的研究比较多。Yuliang Wang(J.AM.CHEM.SOC.2003，125，16176-16177)等通过有机溶剂水解法制备了直径约50nm长度超过30μm的氧化锡纳米线。Qin Kuang(J.AM.CHEM.SOC.2007，129，6070-6071)等通过CVD法制备了延[001]方向生长的氧化锡纳米线。Nahong Zhao(Chem.Mater.2008，20，2612-2614)等通过溶胶凝胶法在阳极氧化铝薄膜上制备了氧化锡纳米线整列。Dongfeng Zhang(Adv.Mater.2003，15，No.12，Jun 17，1022-1025)等通过水热法制备了氧化锡纳米棒.

当材料尺度达到10nm以下时，开始表现出明显的量子效应。量子线材料的电子态密度分别呈现出一系列孤立的尖峰形状和线形状，因而量子线材料比量子阱材料更容易达到激光作用所必须的粒子数反转，故更适于制作激光器，而对量子阱材料则需要考虑整个子带的填充。由于量子线比量子阱有更大的量子限制效应，用量子线材料制作的激光器将降低其阈值电流密度，提高直接调制速度，使光谱线变窄，降低阈值电流对温度的敏感性。利用量子线控制杂质散射的原理，可以制成量子线沟道场效应晶体管(FET)，单模量子线可制作量子干涉FET和布喇格反射量子干涉FET等电子干涉效应器件。但是目前各种方法所制得的一维氧化锡材料的直径大都是超过10nm的，而对达到量子级别的氧化锡量子线的研究却未见报导。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种一维氧化锡量子线的溶剂热制备方法。

一维氧化锡量子线的溶剂热制备方法包括如下步骤

1)在剧烈搅拌下，将五水四氯化锡加入到8～12mL预加热到80～100℃的油酸中，搅拌反应30～60分钟，五水四氯化锡的摩尔浓度为0.1～0.3mol/L；

2)加入十二胺和无水乙醇，油酸∶十二胺的摩尔比为1∶1～2∶1，无水乙醇的体积浓度为10～40％，继续搅拌，获得前驱体溶液；

3)将前驱体溶液移入不锈钢反应釜内密封，加热反应5～10小时，反应温度为150～200℃，然后自然冷却到室温；

4)将反应产物用乙醇离心洗涤2～3次；

5)将洗涤过的产物放入烘箱，干燥5～8小时，干燥温度为80～100℃，获得一维氧化锡量子线。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1)制备的一维氧化锡量子线直径小，为3～7nm；均一性好；为典型的金红石结构了类型；

2)制备的一维氧化锡量子线的长径比最大超过20，在液相法制得的量子线材料中是长径比很高的了；

3)制得的氧化锡量子线材料结晶性良好，所以不需要进一步的热处理，进而降低了能耗；

4)采用的是溶剂热法，工艺简单，成本低，重复性好，适于工业化生产。

附图说明

图1为实施例1通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的X射线衍射图，所有衍射峰都是氧化锡的特征峰；

图2为实施例1通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的透射电镜照片；

图3为实施例2通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的X射线衍射图，所有衍射峰都是氧化锡的特征峰；

图4为实施例2通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的透射电镜照片。

图5为实施例3通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的X射线衍射图，所有衍射峰都是氧化锡的特征峰；

图6为实施例3通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的透射电镜照片。

图7为实施例4通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的X射线衍射图，所有衍射峰都是氧化锡的特征峰；

图8为实施例4通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的透射电镜照片。

图9为实施例5通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的X射线衍射图，所有衍射峰都是氧化锡的特征峰；

图10为实施例5通过溶剂热法获得的一维氧化锡量子线的透射电镜照片。

具体实施方式

实施例1