[发明专利]一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列，其特征在于，氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列由氧化钨/氧化钒异质结纳米线组成，氧化钨/氧化钒异质结纳米线长度为300—800nm，所述氧化钨纳米线的直径为10-20nm，在所述氧化钨纳米线的外围均匀地包裹氧化钒，所述氧化钒的厚度为20-30nm，氧化钨和氧化钒形成了同轴核壳异质结构。

2.一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行制备：

步骤1，利用对靶磁控溅射在基底上沉积钨薄膜材料层，以金属钨作为靶材，以惰性气体为溅射气体，溅射工作气压为1—2.0Pa，溅射功率为80-110W，溅射时间为15-20min；

步骤2，在真空高温管式炉设备对步骤1制备的钨薄膜进行结晶生长氧化钨纳米线，环境气氛为氧气和氩气的混合气体，在氧化钨纳米线生长过程中，控制氧气和氩气流量分别为0.1sccm和35-50sccm，控制炉内生长压力为140—160Pa，管式炉从室温20—25摄氏度升到600-700℃，升温速率5℃/min，在600-700℃保温1—2小时，然后降温1小时至300-400℃，最后自然冷却到室温20—25摄氏度；

步骤3，氧化钨纳米线的退火处理，将步骤2制备的氧化钨纳米线在300-500℃且空气气氛环境下退火1-2小时，以进一步稳定晶向；

步骤4，利用对靶磁控溅射经过步骤3制备处理的基底的氧化钨纳米线层上沉积钒膜，以金属钒作为靶材，以惰性气体作为溅射气体，惰性气体流量为30-50sccm，溅射工作气压为2.0Pa，溅射功率为80-110W，溅射时间为2-5min；

步骤5，进行钒的退火热处理，将经过步骤4处理得到的沉积金属钒膜的基底在300-500℃且空气气氛环境下退火1—2小时即可。

3.根据权利要求2所述的一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列的制备方法，其特征在于，所述基底为单面抛光硅片，或者氧化铝陶瓷片。

4.根据权利要求2所述的一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列的制备方法，其特征在于，在步骤1中，优选惰性气体为氩气、氦气或者氮气，溅射工作气压为2.0Pa，溅射功率为90-100W，溅射时间为15-20min，靶材金属钨的质量纯度为99.999％。

5.根据权利要求2所述的一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列的制备方法，其特征在于，在步骤2中，在生长过程中，控制氧气和氩气流量分别为0.1sccm和35sccm，控制炉内生长压力为150Pa；管式炉从室温20—25摄氏度升到700℃，升温速率5℃/min，在700℃保温1小时，然后降温1小时至400℃，最后自然冷却到室温20—25摄氏度。

6.根据权利要求2所述的一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列的制备方法，其特征在于，在步骤4中，优选惰性气体为氩气、氦气或者氮气，溅射工作气压为2.0Pa，溅射功率为90-100W，溅射时间为2—5min，靶材金属钒的质量纯度为99.999％。

7.根据权利要求2所述的一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列的制备方法，其特征在于，在步骤5中，在300-400℃且空气气氛环境下退火1—1.5小时即可。

8.根据权利要求2所述的一种氧化钨/氧化钒异质结纳米线阵列的制备方法，其特征在于，使用的惰性气体的质量纯度为99.999％。