[发明专利]一种无机半导体硒化镉纳米管结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米管结构及其制备方法，尤其涉及无机半导体硒化镉纳米管结构及其制备方法。

背景技术

众所周知，纳米材料的性能与其形貌息息相关。在特定的复杂形貌下，纳米材料会呈现出奇异的光学和电学性能。因此，科学家们都努力尝试使用各种方法以制备出具有复杂和特殊形貌的纳米材料。纳米管是众多纳米材料形貌中研究得最为深入的一种形貌之一。已有的研究结果表明，纳米管材料可以作为单分子晶体管、电子发射平板显示器及化学传感器等光电纳米器件中的重要组成部分及联接组分。纳米管材料的制备方法有自组装法、模板法、溶剂热法、凝胶法、电化学合成法、高温热解法、化学气相沉积法等。

硒化镉(CdSe)晶体是一种典型的II-VI族半导体材料，是性能优异的室温核辐射探测材料。其电阻率高、原子序数大，物理化学性质稳定、禁带较宽、对X射线和γ射线有较高的阻抗能力。近些年来，受到研究人员的广泛关注。比较成熟的制备CdSe纳米材料的合成方法主要有金属有机前驱法、水相合成法、水热-溶剂热法、电化学沉积法、气相沉积法、激光烧蚀法等。例如美国的Alivisatos教授利用有机金属前驱法在2000年成功制备了CdSe的纳米棒、四臂棒。2005年中科院物理所的皱炳锁成功合成了单分散的CdSe量子点。美国佐治亚理工学院的王中林教授利用物理气相沉积法，以CdSe粉末为原料，成功制备得到硒化镉的纳米带。然而以上这些方法只能合成得到量子点、纳米线、多臂棒等较为简单的硒化镉纳米结构。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种具备良好的阴极射线发光性能的无机半导体硒化镉纳米管结构。

本发明的另一目的在于提供一种简单易行、成本低廉的制备硒化镉纳米管结构的方法。该硒化镉纳米管结构具备良好的阴极射线发光性能。

本发明的一种无机半导体硒化镉纳米管结构，在基层上沉积的纳米材料为纳米管结构，所述的纳米管结构的径向横截面为正六边形。

本发明的一种制备无机半导体硒化镉纳米管结构的方法，它包括以下步骤：

(1)按照气流的流动方向在管式炉的石英管中依次放置苝粉末、硒化镉粉末和硅片，其中硅片用耐高温胶固定在内壁上侧，气流为待送入石英管中的惰性气体；

(2)在石英管中通入惰性气体，当石英管中完全处于惰性气体氛围时，在保持惰性气体流入的同时，控制管式炉按预定速率升温至制备纳米管结构所需温度，然后恒温预定时间以使反应充分进行，然后自然冷却降温，在硅片的基面上得到无机半导体硒化镉纳米管结构。

本发明的优点之一能够制备得到形貌均一且新奇的CdSe纳米管材料。该CdSe纳米管材料具备良好的阴极射线发光性能，常规方法只能制备得到CdSe量子点、纳米棒、多臂棒等结构。

本发明的优点之二在于实验操作简单易行。只需要在石英管的上游放置上苝，就可以制备得到CdSe纳米管。实验过程中不需要使用模板也无需抽真空的操作，实验设备简单，能耗较低。

本发明的优点之三在于环保。实验过程中不需要任何有机溶剂，因此没有任何污染物的排放。

附图说明

图1(a)是采用本发明方法制备的实施例1中的CdSe纳米管的场发射扫描电子显微镜(FESEM)低倍图像；

图1(b)是采用本发明方法制备的实施例1中的CdSe纳米管的场发射扫描电子显微镜(FESEM)高倍图像；

图1(c)是采用本发明方法制备的实施例1中的CdSe纳米管的粉末衍射谱图；

图1(d)是采用本发明方法制备的实施例1中的CdSe纳米管的能量分散能谱(EDS)图像；

图1(e)是采用本发明方法制备的实施例1中的CdSe纳米管的阴极射线发光谱图；

图2(a)是采用本发明方法制备的实施例2中的CdSe纳米管结构的低倍扫描电镜图像；

图2(b)是采用本发明方法制备的实施例2中的CdSe纳米管结构的高倍扫描电镜图像；

图2(c)是采用本发明方法制备的实施例2中的CdSe纳米管结构的EDS谱图；

图2(d)是采用本发明方法制备的实施例2中的CdSe纳米管的阴极射线发光谱图；

图3(a)是采用本发明方法制备的实施例3中的CdSe纳米管结构的低倍扫描电镜图像；

图3(b)是采用本发明方法制备的实施例3中的CdSe纳米管结构的高倍扫描电镜图像；

图3(c)是采用本发明方法制备的实施例3中的CdSe纳米管结构的EDS谱图；

图4是本发明方法的反应系统的示意图。

具体实施方式