[实用新型]硫硒化镉锌纳米线的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制备硫硒化镉锌纳米线的装置，具体为制备一种荧光从紫外到红单调连续变化的硫硒化镉锌纳米线的装置。

背景技术

纳米线是目前材料、化学、光电子学和纳米技术等领域的研究热点之一。半导体纳米线，因其具有优异的物理特性，被广泛应用于传感、激光、波导、光电子器件等领域，受到广泛的关注。由于这些器件的功能和性能在很大程度上取决于纳米线的能带结构，因此，在单根纳米线上进行能带调控是这些功能材料的研究目标之一。Ⅱ-Ⅳ族化合物是一种可调的宽带隙半导体材料，比如硫硒化镉锌可以通过改变硫硒镉锌四种元素的比例来调节带隙，从而获得单一的半导体材料和二元化合物所无法实现的带隙宽度。

浙江大学光电系微纳光子学研究组提出在VLS生长方法中移动硒化镉蒸发源，研制出材料成分和晶格参数沿长度方向均匀过渡的硫硒化镉纳米线，在单色紫外光激发下可观察到波长连续变化的荧光发射，首次在单纳米线上实现了大范围连续能带调控，研究结果发表在《美国化学学会会刊》[F.X.Gu*，Z.Y.Yang*，et al.，“Spatial bandgap engineering along single alloy nanowires”，J.Am.Chem.Soc.133，2037-2039(2011)]，并在中国申请专利，专利公开号为CN101941681A。但是，所制备的硫硒化镉纳米线荧光的波长仅有510nm到710nm范围，而要实现白光输出至少要荧光波长从450nm到700nm范围。荧光不能覆盖整个可见光范围的缺陷严重限制了材料的应用，所以要拓宽光谱，使之覆盖整个可见光区域，最好还能覆盖紫外光区域，这样的纳米线就可以在白光LED光源以及白光激光器等领域发挥作用。另外，该专利公开的制作硫硒化镉纳米材料的方法仅能适用于熔沸点相近的硫化镉和硒化镉，当制备原料的熔沸点相差较大时，该方法不能满足要求。

通过实验证明，用硫化锌代替硫化镉，硒化镉仍然不变，生长出的纳米线单根荧光范围可从350nm到710nm，能覆盖紫外和可见光区域。但由于硫化锌代替了硫化镉，而硫化锌和硒化镉的熔沸点相差很大，两种材料的沉积生长区在不同的位置，所以不能使用专利公开号为CN101941681A的中国发明专利的制备方法来得到硫硒化镉锌纳米线。文献“A.L.Pan，H.Yang，R.B.Liu，R.C.Yu，B.S.Zou，Z.L.Wang，Color-Tunable Photoluminescence of Alloyed CdS_xSe_1-xNanobelts.J.Am.Chem.Soc.2005，127，15692-15693”虽然已经公开成功合成了硫化镉锌和硫硒化镉纳米带，但是这种方法一次只能合成一种组分的纳米材料，获得连续组份难度很大。文献“A.LPan，R.B.Liu，M.H.Sun，and C.Z.Ning，Quaternary AlloySemiconductor Nanobelts with Bandgap Spanning the Entire Visible Spectrum.J.Am.Chem.Soc.2009，131，9502-9503”公开了通过气相沉积温度梯度分布合成了在基片上组份连续变化的硫硒化锌镉纳米带的方法，即生长基片上的温度连续变化，导致在不同的位置上生长出的纳米材料元素组份和带隙不同。这种方法可以获得荧光从紫外到红色的所有光谱，但每种光谱只能在一根材料上，即获得的单根纳米材料荧光不能连续单调变化，限制了它的应用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种制备硫硒化镉锌纳米线制备装置，采用本制备装置制备得到的硫硒化镉锌纳米线的荧光光谱可从紫外到红单调连续变化，及荧光的波长可从350nm到710nm连续单调变化。

为了实现上述技术目的，本实用新型提出了一种硫硒化镉锌纳米线的制备装置，包括高温炉、可置于高温炉内加热的箱体、真空泵、气瓶和移动装置。所述箱体内设有一安装有磁铁的连接棒，在与所述磁铁对应的箱体上或箱体外侧设有与该磁铁同极的磁铁，连接棒在磁力作用下悬浮在箱体中。在所述连接棒上还设有两只盛具，在两盛具的同一侧设有安装在箱体上的载体平台。所述移动装置包括电机、滑轨以及置于滑轨内的滑块与螺杆，所述滑块与箱体相连并设有与螺杆相匹配的螺孔，所述螺杆延伸穿过位于滑块上的螺孔并与电机相连；所述真空泵和气瓶分别与箱体两端相连。