專利名稱：一種制備ZnO微米棒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備ZnO微米棒的方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅(ZnO)是一種重要的寬禁帶半導體功能材料，室溫下能帶帶隙為3. 37eV, 激子束縛能高達60meV，遠高于其它寬禁帶半導體材料(如GaN為25meV，ZnSe為22meV) 激子束縛能，是室溫熱能的2. 3倍(26meV)，因此ZnO的激子在室溫下可以穩(wěn)定存在，從而 可以實現(xiàn)室溫或更高溫度下的激子_激子碰撞誘發(fā)的受激輻射，相對于電子_空穴對等離 子體受激發(fā)射而言，所需的激射閾值更低；而且ZnO在室溫下的紫外受激發(fā)射還具有較高 的光學增益和能量轉(zhuǎn)換效率以及高的光響應特性，另外激子受激輻射的單色性也很好，在 紫外波段具有強的自由激子躍遷發(fā)光，在信息光電領(lǐng)域有廣泛的應用前景，是近年來繼GaN 之后國際上又一研究熱點，在短波長發(fā)光二極管、激光器、紫外探測器、高頻和大功率器件 及其相關(guān)器件方面的有著廣闊的應用前景。同時，亦可用作白色顏料，用于印染、橡膠、涂 料、醫(yī)藥、油墨、電纜、電子、造幣、搪瓷、火柴、化工、化妝品、磷化液、電子激光材料、熒光粉、 催化劑、磁性材料制造等。由于微米級的棒狀ZnO其缺陷小，主要是單晶結(jié)構(gòu)，適用于做光 電子器件等，但現(xiàn)有微米級的棒狀ZnO制備或者工藝復雜，所需原料為昂貴的高純度金屬 鋅，制作成本高；或者制得物的純度低、性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種制備ZnO微米棒的方法，該方法制備物的純度高，并可方 便地控制制得物的尺寸，且其制備方法簡單、節(jié)能，操作容易，對設(shè)備無特殊要求，成本低， 適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是，一種熱分解制備ZnO微米棒的方 法，其具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為1 10 150， 在坩堝上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在300-70(TC下煅燒0. 5-3小時， 自然冷卻至室溫；即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一、ZnCl2是一種重要的工業(yè)原料，采用ZnCl2作為鋅源，來源廣，成本低。二、由固態(tài)的ZnCl2在高溫下進行熱分解反應生成ZnO，較之液態(tài)反應，沒有其它物 質(zhì)參與，生成物純度高。三、整個過程無需特殊設(shè)備，直接在剛玉陶瓷片上生成產(chǎn)物，較之在高純度鋅片上 得到棒狀ZnO，其成本更低廉，并且這種ZnO/陶瓷復合表面可用作陶瓷改性及直接用作功 能陶瓷使用。四、實驗證明，本發(fā)明的方法制得的ZnO微米棒可以通過調(diào)整反應時間和溫度控制尺寸和形貌，可以獲得預期的不同長徑比的ZnO微米棒；可制得直徑范圍為2-30微米，長度5-100微米的ZnO微米棒，尤其適合于制作單晶光電子器件。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


圖1是實施例1制備的ZnO微米棒X射線衍射圖(XRD)。圖2a是實施例1制備的ZnO微米棒1000倍的掃描照片圖(SEM)。圖2b是實施例1制備的ZnO微米棒5000倍的掃描照片圖(SEM)。圖3是實施例2制備的ZnO微米棒掃描照片圖(SEM)。圖4是實施例3制備的ZnO微米棒掃描照片圖(SEM)。圖5是實施例4制備的ZnO微米棒掃描照片圖(SEM)。
具體實施例方式實施例一本例的具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為1 150，在坩堝 上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在450°C下煅燒0.5小時，自然冷卻至室 溫；即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。圖1是本例制備的ZnO微米棒X射線衍射圖(XRD)；圖1說明本例的制得物為ZnO。 圖2a、圖2b分別是本例制備的ZnO微米棒1000倍和5000倍的掃描照片圖(SEM)；圖2a、 圖2b說明本例制得的ZnO微米棒分布均勻，其直徑為2-4微米，長度為20-30微米。實施例二本例的具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為1 150，在坩堝 上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在350°C下煅燒0. 5小時，自然冷卻至室 溫；即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。圖3是本例制備的ZnO微米棒掃描照片圖(SEM)；圖3說明本例制得的ZnO微米 棒分布均勻，其直徑為18-30微米，長度為5-10微米。實施例三本例的具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為2 150，在坩堝 上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在50(TC下煅燒0. 5小時，自然冷卻至室 溫；即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。圖4是本例制備的ZnO微米棒掃描照片圖(SEM)；圖4說明本例制得的ZnO微米 棒分布均勻，其直徑為15-10微米，長度為20-100微米。實施例四本例的具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為10 150，在坩 堝上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在30(TC下煅燒3小時，自然冷卻至室 溫；即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。
圖5是本例制備的ZnO微米棒掃描照片圖(SEM)；圖5說明本例制得的ZnO微米棒分布均勻，其直徑為15-20微米，長度為20-100微米。實施例五本例的具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為8 150，在坩堝 上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在70(TC下煅燒1小時，自然冷卻至室溫； 即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。
權(quán)利要求
一種制備ZnO微米棒的方法，其具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為1～10∶150，在坩堝上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在300-700℃下煅燒0.5-3小時，自然冷卻至室溫；即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。
全文摘要
一種制備ZnO微米棒的方法，其具體操作是將ZnCl2置于剛玉坩堝底部，ZnCl2的體積與坩堝總?cè)莘e的比例為1-10∶150，在坩堝上部處放置剛玉陶瓷片，坩堝置于管式馬弗爐中，在300-700℃下煅燒0.5-3小時，自然冷卻至室溫；即在陶瓷片上生成ZnO微米棒。該方法制備物的純度高，并可方便地控制制得物的尺寸，且其制備方法簡單、節(jié)能，操作容易，對設(shè)備無特殊要求，成本低，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C01G9/03GK101811730SQ201010181458
公開日2010年8月25日 申請日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者楊峰, 趙勇 申請人:西南交通大學