[发明专利]基于氧化锌纳米线的全光开关的制备方法及全光开关

摘要

本发明涉及氧化锌纳米线有序阵列及单根氧化锌纳米线的全光开关的制备方法，及由该方法得到的基于氧化锌纳米线有序阵列或单根氧化锌纳米线的全光开关。本发明的方法是将由电化学沉积法、水热法或化学气相沉积法得到的在基底上生长的氧化锌纳米线有序阵列进行氧等离子体表面处理；然后再对表面处理过的氧化锌纳米线有序阵列的表面进行修饰，在其表面共价修饰光控的螺吡喃衍生物，得到基于氧化锌纳米线有序阵列的全光开关，及进一步得到从在基底上制备得到的基于氧化锌纳米线有序阵列上刮下的单根氧化锌纳米线的全光开关。本发明制备的氧化锌纳米线有序阵列及单根氧化锌纳米线全光开关，在全光器件的小型化及模块化中有广泛的应用前景。

主权项

一种基于氧化锌纳米线的全光开关的制备方法，该制备方法包括以下步骤：1)氧化锌纳米线有序阵列的表面处理：将电化学沉积法、水热法或化学气相沉积法得到的在基底上生长的由单根氧化锌纳米线构成的氧化锌纳米线有序阵列在有机溶剂中超声处理1～20分钟，取出真空干燥后，放入氧等离子系统中处理：其中氧气含量为10～100％，电压100～500伏，时间10秒～5分钟，温度为10～35℃；2)N-羟乙基-3，3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃硅烷衍生物的合成：在装有二氯甲烷的容器中分别加入N-羟乙基-3，3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃、三乙胺、异氰酸丙基三乙氧基硅烷，回流4～10小时，用石油醚与乙酸乙酯体积比为3∶1～6∶1作为淋洗剂，过氧化硅柱色谱，分离得到油状的N-羟乙基-3，3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃硅烷衍生物；其中：N-羟乙基-3，3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃∶异氰酸丙基三乙氧基硅烷∶三乙胺的摩尔比为1∶0.5～3∶0.02～0.1；3)氧化锌纳米线有序阵列的表面修饰：将步骤1)得到的表面处理过的氧化锌纳米线有序阵列立即浸入到含0.1毫摩尔每升～30毫摩尔每升的步骤2)得到的N-羟乙基-3，3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃硅烷衍生物的无水甲苯溶液中，惰性气体保护下，在温度为25～110℃下加热8～48小时后，温度降至室温，将得到的氧化锌纳米线有序阵列在有机溶剂中进行超声清洗，除去未反应的N-羟乙基-3，3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃硅烷衍生物，取出真空干燥，在基底上得到基于氧化锌纳米线有序阵列的全光开关。