[发明专利]一种Fe3O4纳米粒子图案化分布生长的制备方法

说明书

本发明公开一种Fe或者Fe氧化物纳米粒子图案化分布生长的制备方法，利用氢化非晶硅材料的光电特性和电化学的方法，以投影仪作为诱导光源，照射到氢化非晶硅(a‑Si:H)薄膜‑ITO透明导电玻璃基底背面，在氢化非晶硅(a‑Si:H)薄膜表面形成光‑电场，在光‑电场的作用下，通过电化学技术，获得不同尺寸、不同形貌的Fe或者Fe氧化物纳米粒子，根据光场分布的改变，使氢化非晶硅(a‑Si:H)薄膜表面的电场分布发生改变，从而控制粒子图案化分布生长。

技术领域

本发明涉及一种金属颗粒的制备方法，尤其涉及一种Fe₃O₄纳米粒子图案化分布生长的制备方法。

背景技术

在自然界中，铁有多种氧化形式，如FeO，α-Fe₂O₃，β-Fe₂O₃，γ-Fe₃O₄等。其中， Fe₂O₃作为常温下最稳定的铁氧化物，具有廉价、原料丰富、环境友好、高抗腐蚀性等优点，可用于颜料、气敏元件、催化剂、宝石和金属的抛光剂以及各种软硬磁性材料。迄今为止，制备纳米结构的氧化铁方法分为干法和湿法，不同形式的Fe₂O₃可以通过不同方法获得，如在特定空气环境下直接氧化纯铁制备纳米线、用水热法获得纳米棒、阳极氧化纯铁制备纳米管等。近年，少数研究人员通过电化学沉积技术获得立方体型的 Fe₃O₄磁性纳米粒子。这些有着特殊大小和形貌的Fe氧化物粒子具有半导体特性，其电导率对温度、湿度和气体等比较敏感，是一种有发展潜力的敏感材料，可能被应用于气体传感器、锂电池里的电极材料、催化剂、磁记录材料、光学和电磁设备、污水处理等方面。

此外，氢化非晶硅(Hydrogenated Amorphous Silicon，α-Si:H)薄膜作为晶体硅(c-Si) 的一种衍生材料，具有优越的光电特性，是一种重要的半导体材料，往往被广泛应用于太阳能电池和液晶显示器中的薄膜晶体管(α-Si:H TFT)等光电子器件。此外，这种材料也可以作为红外敏感材料制造红外焦平面探测器，作为压敏电阻制造压力传感器 (α-Si:H薄膜可以作为MEMS中的一种基本结构材料)。氢化非晶材料也是目前主要的光电导薄膜材料，被用于光诱导介电泳技术的电极。

光诱导介电泳技术集合了介电泳和光操纵的单一效应微操纵技术的优势，在介电泳技术的发展史上具有里程碑的意义。2003年，美国加州大学伯克利分校的Ming C Wu 研究小组通过800uW的激光光束直接诱导氢化非晶硅材料，构建了17um的虚拟电极实现25um胶体粒子的移动。利用激光作为氢化非晶硅薄膜“光镊”的致动光源，这种光电极一般为圆斑或者圆环。

本发明公开一种Fe或者Fe氧化物纳米粒子图案化分布生长的制备方法，利用氢化非晶硅材料的光电特性和电化学的方法，以投影仪作为诱导光源，照射到氢化非晶硅 (a-Si:H)薄膜-ITO透明导电玻璃基底背面，在氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜表面形成光- 电场，在光-电场的作用下，通过电化学技术，获得不同尺寸、不同形貌的Fe或者Fe 氧化物纳米粒子。克服现有技术只能控制Fe或者Fe氧化物纳米粒子形状和尺寸大小的不足，根据光场分布的改变，使氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜表面的电场分布发生改变，不仅可以控制Fe或者Fe氧化物纳米粒子的形状和尺寸大小，还可以精确控制粒子的生长分布，形成图案化分布。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种Fe或者Fe氧化物纳米粒子图案化分布生长的制备方法，通过对光-电场分布的控制，实现对沉积粒子的图案化控制。

本发明技术解决方案：