[发明专利]一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备方法和应用

权利要求书

1.一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备方法，其特征在于包括 以下操作步骤：

(1)将氧化锌和稀土元素的氧化物混合，研磨，压制，在900～1200℃ 的温度下烧结，得到掺有稀土元素的氧化锌陶瓷靶；所述氧化锌和稀土元素的 氧化物以质量比(7～10)∶1进行混合；

(2)将钼杆通过T型石英管的竖臂伸入T型石英管的横臂中，将掺有稀 土元素的氧化锌陶瓷靶置于钼杆下端，将衬底置于T型石英管的横臂中，所 述衬底位于掺有稀土元素的氧化锌陶瓷靶的侧下方，衬底和掺有稀土元素的氧 化锌陶瓷靶的垂直距离为20～23mm，水平距离为2～6cm；钼杆以3～10周/ 分钟的速度旋转；

(3)将T型石英管抽真空，以20～40sccm的速度通入载流气体，使T 型石英管内的气压达到400～3000Pa，然后将T型石英管加热至650～750℃；

(4)引入激光光束，将激光光束聚焦到掺有稀土元素的氧化锌陶瓷靶上， 调节激光光束的脉冲频率，对掺有稀土元素的氧化锌陶瓷靶进行烧蚀溅射，溅 射产物沉积到衬底上；

(5)溅射结束后，冷却至室温，衬底上形成掺杂稀土元素氧化锌一维纳 米材料。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备 方法，其特征在于：步骤(1)所述稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、 钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪或钇。

3.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备 方法，其特征在于：步骤(2)所述T型石英管的内径为40～45mm，外径为 45～50mm，厚度为3～10mm。

4.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备 方法，其特征在于：步骤(2)所述衬底是表面镀有一层金属薄膜催化剂的硅 片，所述金属薄膜催化剂为金、银、钯或它们的合金；所述硅片的晶体取向为 <100>。

5.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备 方法，其特征在于：步骤(2)所述钼杆是由微步电动机带动旋转；步骤(3) 所述抽真空是采用机械泵和涡轮分子泵进行抽真空。

6.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备 方法，其特征在于：步骤(3)所述载流气体为氮气。

7.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备 方法，其特征在于：步骤(4)所述激光光束是采用波长为532nm、脉宽为10ns 的Nd：YAG脉冲激光器发射；所述激光光束的脉冲频率为1～10Hz，激光光 束的能量密度为1.6～8J/cm²。

8.根据权利要求1所述的一种掺杂稀土元素氧化锌一维纳米材料的制备 方法，其特征在于：步骤(4)所述烧蚀溅射的时间为30～60分钟。