[发明专利]一种核壳型有机/硫化镉纳米线异质结阵列的制备方法

权利要求书

1.一种核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法，以高密度有机纳米线阵列为模板，通过原子层沉积（ALD）首先在纳米线表面修饰一层Al₂O₃过渡层，再在此过渡层上沉积CdS壳层，形成表面光滑的有机或无机纳米线异质结阵列，然后再通过一定温度下将核壳结构中有机纳米线蒸发，还可以方便得到中空CdS纳米管阵列。

2.根据权利要求1所述的核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法，其特征在于，所述以高密度有机纳米线阵列为模板，通过原子层沉积（ALD）在纳米线表面包裹生长无机壳层，通过加热蒸发有机纳米线可获得纳米管阵列，其具体步骤如下：

1）采用物理气相沉积方法，生长高密度的有机纳米线阵列；

2）以步骤（1）生长的高密度有机纳米线阵列为模板，采用原子层沉积方法生长若干纳米厚的Al₂O₃过渡层；

3）将步骤（2）所制备的样品，采用原子层沉积方法在其表面可控沉积CdS壳层；

4）通过改变不同的有机纳米线和更换原子层沉积使用的前驱体，实现不同种类的有机/无机异质结纳米结构的可控制备；

5）通过将步骤(4)制备的有机/无机核壳结构纳米线阵列在一定温度加热，蒸发内层的有机纳米线，获得中空无机纳米管阵列。

3.根据权利要求2所述的核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的有机半导体化合物为酞菁铜（CuPc）或苝四甲酸二酐(PTCDA)所述物理气相沉积的生长酞菁铜纳米线阵列的条件是：按照气流的流动方向将装有适量酞菁铜粉末的瓷舟放入真空管式炉的高温区并将镀6nmAu的硅衬底放入所述真空管式炉中的低温区，距离高温区中心大概1O-20cm 处，随后启动机械泵抽真空，使所述真空管式炉的炉腔内真空度在1 Pa以下，再在石英管中通入惰性气体，气体流速为30-60sccm;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20℃/min速率升温至415℃，并恒温10min使反应充分进行，然后自然冷却降温，在硅片的基面上得到蓝色的酞菁铜纳米线阵列。

4.根据权利要求2、3所述的核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法，其特征在于，所述物理气相沉积的生长苝四甲酸二酐纳米线阵列的条件是：按照气流的流动方向将装有适量苝四甲酸二酐粉末的瓷舟放入真空管式炉的高温区；并将清洗干净的硅衬底放入所述真空管式炉中的低温区，距离高温区中心大概1O-20cm 处，随后启动机械泵抽真空，使所述真空管式炉的炉腔内真空度在1 Pa以下，然后在石英管中通入惰性气体，气体流速为30-60sccm;当石英管中完全处惰性气体氛围时，在保持惰性气体流入的同时，控制管式炉按20℃/min速率升温至415℃，并恒温30min使反应充分进行，然后自然冷却降温，在硅片的基面上得到红色的苝四甲酸二酐纳米线阵列。

5.根据权利要求2所述的核壳型有机硫/化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的Al₂O₃过渡层的原子层沉积方法的生长条件是：压缩空气压强为2-5MPa，载气压强为0.1-0.3MPa，腔体生长温度为150℃,载气流量为20sccm，前驱体三甲基铝的脉冲时间为0.015s，第一次载气吹扫时间为10s，前驱体水的脉冲时间为0.015s，第二次载气吹扫时间为10s，前驱体在有机纳米线表面化学吸附并发生化学反应而形成所述Al₂O₃过渡层。

6.根据权利要求2所述的核壳型有机硫化镉半导体纳米线异质结及硫化镉纳米管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的CdS壳层的原子层沉积方法的生长条件是：压缩空气压强为2-5MPa，载气压强为0.1-0.3MPa，前驱体硫代乙酰胺需要加热到120℃，腔体生长温度为150℃，生长腔内载气流量为20sccm，前驱体二甲基镉的脉冲时间为0.015s，第一次载气吹扫时间为10s，前驱体硫代乙酰胺的脉冲时间为0.015s，第二次载气吹扫时间为10s，CdS前驱体在修饰有Al₂O₃钝化层的酞菁铜纳米线上化学吸附并发生化学反应，最终在其表面形成CdS壳层。