[发明专利]一种球花形氧化钇自组装薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备领域，更具体地，本发明涉及一种球花形氧化钇自组装薄膜及其制备方法。

背景技术

由于信息、生物技术、能源、环境、国防等工业的快速发展，对材料性能提出更新更高的要求，其中顺应元器件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等要求的纳米薄膜是一类具有广泛应用前景的新材料。纳米薄膜按用途可以分为两大类，即纳米功能薄膜和纳米结构薄膜。

所谓自组装，是指基本结构单元（分子、纳米材料、微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。在自组装的过程中，基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。是若干个体之间同时自发的发生关联并集合在一起形成一个紧密而又有序的整体，组装完成后其最终的结构具有最低的自由能。

氧化钇是一种重要的廉价稀土化合物，具有独特的耐热性、抗腐蚀性、高温稳定性、高介电常数及一系列优良的光学性能。氧化钇薄膜被广泛应用于高级陶瓷、光电子学、催化剂及功能复合材料高效添加剂等领域。

目前，研究较多的氧化钇薄膜的制备方法包括物理法如粒子束溅射沉积和磁空溅射沉积；化学法比如化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法和电沉积法等方法，对设备有较高要求，且不适合大面积生产。同时，合成的氧化钇薄膜大多作为介电材料，以半导体硅或氮化镓为基底。而由氧化钇晶粒组成的致密薄膜，具有高比表面积的片状作为基本结构单元自组装而成的氧化钇球花结构自组装薄膜还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术制备氧化钇薄膜合成方法对设备要求高，不适合大规模生产，且合成的氧化钇薄膜由于结构限制用途单一的缺陷，提供了一种球花形氧化钇自组装薄膜及其制备方法。

本发明提供了一种球花形氧化钇自组装薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）用无水乙醇浸渍基底，再将该用无水乙醇浸渍过的基底浸泡在硝酸锌和六亚甲基四氨的溶液中进行第一次水热反应，以在基底上生成氧化锌纳米棒阵列薄膜；（2）将步骤（1）得到的生成有氧化锌纳米棒阵列薄膜的基底浸泡在硝酸钇溶液中进行第二次水热反应。

本发明还提供了一种由上述制备方法制备的球花形氧化钇自组装薄膜。

根据本发明提供的一种球花形氧化钇自组装薄膜及其制备方法，本发明巧妙利用氧化锌纳米棒阵列薄膜作为模板，直接在目标基底表面合成出具有片层结构自组装的氧化钇球花薄膜。在此方法中，氧化锌纳米棒阵列不但起到碱性缓释剂的作用，促进氧化钇的水热沉积和球花自组装结构的形成，还起到模板作用，促进氧化钇的自组装行为和在基底表面的均匀分散。相比上述合成方法，水热模板法操作简单，应用范围更加广泛，且适合大规模合成。相比其他模板法，此种方法显示了模板法的灵活性和简易性，省略了模板去除步骤和薄膜转移步骤，有效避免了在上述过程中对材料薄膜结构和取向性的破坏。另外考虑到此种方法对基底没有特别要求，极大扩大了材料在器件中的应用范围，是一种具有实际应用价值的材料合成方法。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的实施例1制备的球花形氧化钇自组装薄膜的SEM图；

图2是根据本发明的实施例2制备的球花形氧化钇自组装薄膜的SEM图。

图3是根据本发明的实施例3制备的球花形氧化钇自组装薄膜的SEM图；

图4为对比例1制备的氧化钇薄膜的SEM图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明提供的一种球花形氧化钇自组装薄膜的制备方法，该制备方法可以包括以下步骤：（1）将用无水乙醇浸渍过的基底浸泡在硝酸锌和六亚甲基四氨的溶液中进行第一次水热反应，以在基底上生成氧化锌纳米棒阵列薄膜；（2）将步骤（1）得到的生成有氧化锌纳米棒阵列薄膜的基底浸泡在硝酸钇溶液中进行第二次水热反应。