[发明专利]一种三层纳米棒阵列异质结结构及其制备方法

权利要求书

1.一种三层纳米棒阵列异质结结构，其特征在于，包括依次层叠设置的SnO₂纳米棒阵列层、TiO₂纳米棒阵列层和ZnO纳米棒阵列层。

2.如权利要求1所述的三层纳米棒阵列异质结结构，其特征在于，所述SnO₂纳米棒阵列层的厚度为350～400nm，所述SnO₂纳米棒阵列层中的每一SnO₂纳米棒的棒径为50～120nm；和/或，

所述TiO₂纳米棒阵列层的厚度为1～2μm，所述TiO₂纳米棒阵列层中的每一TiO₂纳米棒的棒径为50～120nm；和/或，

所述ZnO纳米棒阵列层的厚度为0.5～1μm，所述ZnO纳米棒阵列层中的每一ZnO纳米棒的棒径为50～100nm。

3.一种如权利要求1或2所述的三层纳米棒阵列异质结结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、提供一衬底，并在衬底上涂设SnO₂溶液，然后高温退火，得到SnO₂种子层；

S20、将含有所述SnO₂种子层的衬底置于SnO₂前驱体溶液中，在180～220℃下进行水热反应，以在所述SnO₂种子层上生长得到SnO₂纳米棒阵列层；

S30、在所述SnO₂纳米棒阵列层上沉积TiO₂纳米颗粒以得到TiO₂种子层；

S40、将含有所述TiO₂种子层的衬底置于TiO₂前驱体溶液中，在150～170℃下进行水热反应，以在所述TiO₂种子层上生长得到TiO₂纳米棒阵列层；

S50、在所述TiO₂纳米棒阵列层上沉积ZnO纳米颗粒以得到ZnO种子层；

S60、将含有所述ZnO种子层的衬底置于ZnO前驱体溶液中，在110～130℃下进行水热反应后，取出清洗并干燥，得到设置在所述衬底上的三层纳米棒阵列异质结结构。

4.如权利要求3所述的三层纳米棒阵列异质结结构的制备方法，其特征在于，步骤S10中，所述SnO₂溶液的摩尔浓度为0.12～0.13mol/L。

5.如权利要求3所述的三层纳米棒阵列异质结结构的制备方法，其特征在于，步骤S10中，所述高温退火步骤中的退火温度为480～520℃，退火时间为30～45min。

6.如权利要求3所述的三层纳米棒阵列异质结结构的制备方法，其特征在于，在步骤S20中，所述SnO₂前驱体溶液由以下步骤制得：

将去离子水和乙醇等体积混匀，得到混合溶液A，然后将SnCl₄晶体溶解于所述混合溶液A中，得到SnO₂前驱体溶液；

其中，所述去离子水的体积与SnCl₄晶体的质量之比为9.375mL：16～17.5mg。

7.如权利要求3所述的三层纳米棒阵列异质结结构的制备方法，其特征在于，步骤S30中，采用射频磁控溅射工艺沉积TiO₂纳米颗粒；和/或，步骤S50中，采用射频磁控溅射工艺沉积ZnO纳米颗粒。

8.如权利要求3所述的三层纳米棒阵列异质结结构的制备方法，其特征在于，步骤S30中，采用射频磁控溅射工艺沉积TiO₂纳米颗粒，其中，溅射气压为10～15mTorr、溅射功率为100～150W，级片自转速度为0～10r/min、溅射时间为10～20min；和/或，

步骤S50中，采用射频磁控溅射工艺沉积ZnO纳米颗粒，其中，溅射气压为10～15mTorr、溅射功率为100～150W，级片自转速度为0～10r/min、溅射时间为30～40min。