[发明专利]硫化镉微纳结构制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及硫化镉研究领域，尤其涉及一种硫化镉微纳结构制备装置。

背景技术

硫化镉是一种典型的II-VI族半导体化合物，它具有优异的光电转换特性和发光性能。当硫化镉粒子的粒径小于其激子的波尔半径时，由于纳米颗粒的量子尺寸效应、表面效应的作用，颗粒的电学、线性及非线性光学等性质将发生很大变化。由于这些优良的性能使之成为在光致发光、电致发光、传感器、红外窗口材料、光催化、太阳能电池、非线性光学器件和其他一些光电器件上有着广泛应用的光电材料，同时也是纳米材料研究领域的研究热点之一。硫化镉是直接宽带隙半导体材料，属于六方晶系，有纤锌矿和闪锌矿两种结构，熔点为1750℃，禁带宽度为2.42eV，在可见区有很好的光电特性，广泛用于光电器件，压电晶体，窗口材料和激光材料等方面。随着硫化镉一维纳米结构合成方法的增多，各种形貌的硫化镉纳米结构被制备出来。有鉴于此，本发明给出一种硫化镉微纳结构制备装置，能够将硫化镉在中心温区加热，并将蒸发起来的硫化镉吹到下气流，使得硫化镉沉积在硅片上，形成微纳结构。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种硫化镉微纳结构制备装置，所述装置包括水平管式炉、两个陶瓷舟、加热机构、以及气体供应机构和气体净化机构，所述水平管式炉中设置有反应腔，所述加热机构设置在水平管式炉内，反应腔之外；所述气体供应机构的气体输出管穿过所述水平管式炉的一端，连接于所述反应腔的气体输入口；所述气体净化机构的气体收集管穿过所述水平管式炉的另一端，连接于所述反应腔的气体输出口；所述两个陶瓷舟中的一个陶瓷舟装载有硫化镉，并设置在反应腔内的对应加热机构的位置处；另一个陶瓷舟装载有镀金的硅片。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的硫化镉微纳结构制备装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的硫化镉微纳结构制备装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的硫化镉微纳结构制备装置，所述装置包括水平管式炉10、两个陶瓷舟3、加热机构2、以及气体供应机构8和气体净化机构9，所述水平管式炉10中设置有石英反应腔1，所述加热机构2设置在水平管式炉10内，反应腔1之外；为防止在实验过程中出现氧化反应，需在气体入口处通入载气(Ar，H混合气)。载气在制备过程中有两个作用：(1)在通气过程中将氧气排进，防止发生氧化反应；(2)形成稳定的气流，将受热蒸发起来的硫化镉吹到下游，沉积在硅片上。中心温区的温度设置为900℃，反应腔1两端为室温，所以从中心温区到反应腔1两端将有一定的温度梯度。将硫化镉在中心温区加热，载气从反应腔1一端通入，使蒸发起来的硫化镉吹到下气流，在一定的温度梯度上，沉积在硅片上，形成微纳结构的纳米线。所述气体供应机构8的气体输出管6穿过所述水平管式炉10的一端，连接于所述反应腔1的气体输入口；所述气体净化机构9的气体收集管7穿过所述水平管式炉10的另一端，连接于所述反应腔1的气体输出口；所述两个陶瓷舟3中的一个陶瓷舟装3载有硫化镉，并设置在反应腔1内的对应加热机构2的位置处；另一个陶瓷舟装3载有镀金的硅片。

采用本实施例提供的硫化镉微纳结构制备装置制备微纳结构的纳米线的过程如下：

(1)准备工作：将切割好的硅片分别在丙酮溶液，乙醇及去离子水中超声15分钟。烘干后，在上面溅射一层金(时间为60s)，形成一层金膜。

(2)合成过程：将硫化镉研磨后放在陶瓷舟里，把陶瓷舟放在反应腔的中心解热区域。以利于前驱物的蒸发。将镀金的硅片以陶瓷舟为载体放在装硫化镉的陶瓷舟的下气流。反应腔一端通入Ar，H混合气，另一端连接气体净化机构。加热前，石英反应腔内通入一定流速的Ar，H混合气体，以将石英反应腔内的氧气赶走。通气1小时以后，对其进行加热，15min左右升温到900℃，保持900℃恒温40min。之后停止加热，在室温环境下逐渐冷却。等石英反应腔内的温度降到室温，停止通气，制备结束。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。