[发明专利]一种NiCo2O4纳米晶体薄膜的制备方法及其在制备半导体光电器件的应用

权利要求书

1.一种NiCo₂O₄纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

(1)NiCo₂O₄片状纳米晶体前驱体的合成，以无机钴盐、无机镍盐和弱碱为原料溶解在水介质中，通过弱碱在一定温度下水解从而缓慢释放出OH^―，引发液相中Co³⁺和Ni³⁺的共沉淀，并通过溴氧化过程形成结晶性好、尺寸均一、纯度高和形貌规则的层状钴镍双氢氧化物片状晶体；

(2)NiCo₂O₄片状纳米晶体的制备，将均相沉积方法得到的层状钴镍双氢氧化物片状晶体粉末样品至于马弗炉中，在100-1000oC下煅烧1-10小时，得到尖晶石型NiCo₂O₄片状纳米晶体粉末样品，样品由煅烧前的黄绿色变为黑色；

(3)NiCo₂O₄片状纳米晶体的界面自组装成膜，采用“水相―油相界面自组装”工艺，将2-30毫克的NiCo₂O₄片状晶体均匀分散在50毫升的水相当中，随后在分散液上层加入10-30毫升的油相溶剂，形成“水相―油相”界面，随后在界面出缓慢滴加0.2-6.0毫升的醇类溶剂作为引发剂，使NiCo₂O₄片状晶体在“水相―油相”界面发生自组装形成一层厚度在50纳米以内的薄膜，薄膜是由大量的NiCo₂O₄片状晶体沿着其[111]晶向取向排列而成，再将表层覆盖有SiO₂绝缘层的固态基板插入液相当中并缓慢向上提拉，使液相表面自组装形成的NiCo₂O₄片状晶体单层薄膜转移至固态基板上，即制得单层NiCo₂O₄纳米晶体薄膜，重复利用上述界面自组装成膜工艺，在单层薄膜上面沉积第二层或多层NiCo₂O₄片状晶体薄膜；

其中，

所述油相溶剂为密度小于水且与水不互溶的有机溶剂；

所述醇类引发剂为碳链小于10的一元醇。

2.如权利要求1所述的NiCo₂O₄纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于所述的油相溶剂为正己烷、环己烷或甲苯。

3.如权利要求1所述的NiCo₂O₄纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于所述的醇类引发剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇。

4.如权利要求1所述的NiCo₂O₄纳米晶体薄膜的制备方法，其特征在于所述的多层薄膜，是指重复利用界面自组装成膜工艺，先在固态基板上沉积一层NiCo₂O₄片状晶体单层薄膜，并在室温下干燥使水分完全挥发后，再在单层薄膜上面沉积第二层，得到致密度更高的多层NiCo₂O₄片状晶体薄膜。

5.一种以权利要求1所述的NiCo₂O₄纳米晶体薄膜制备的半导体光电器件，其特征在于将尖晶石型NiCo₂O₄片状纳米晶体以“水相-油相界面自组装”工艺，在“水相―油相”界面自组装形成半导体NiCo₂O₄片状纳米晶体薄膜，重复利用该自组装工艺得到NiCo₂O₄片状纳米晶体多层薄膜，随后在多层薄膜上沉积一对金属Cr/Au电极，构筑成 “金属电极―半导体薄膜―金属电极”结构的NiCo₂O₄纳米晶体薄膜光电器件，该器件具有光探测性能，能够通过器件在外界光源照射下产生电流的大小来检测光源的强度。