[发明专利]氧化锌纳米柱阵列材料及操控氧化锌纳米柱阵列密度与光学带隙的电化学沉积方法

权利要求书

1.一种氧化锌纳米柱阵列材料，其特征在于，该氧化锌纳米柱阵列材 料掺杂有镓组分，纳米柱阵列的密度为3×10⁹cm^-2至9×10⁹cm^-2，光学带隙为 3.2-3.8eV。

2.根据权利要求1所述的氧化锌纳米柱阵列材料，其中，该氧化锌纳 米柱阵列材料的纳米柱阵列的密度为3.8×10⁹cm^-2至5.1×10⁹cm^-2，光学带隙 为3.64-3.66eV。

3.根据权利要求1或2所述氧化锌纳米柱阵列材料，其中，相邻的纳 米柱的平均间距为20-80nm。

4.根据权利要求1所述的氧化锌纳米柱阵列材料，其中，相对于100 重量份的氧化锌，所述镓组分的含量为0.25-5重量份。

5.根据权利要求1或4所述的氧化锌纳米柱阵列材料，其中，所述镓 组分为镓和/或镓的氧化物。

6.一种操控氧化锌纳米柱阵列密度与光学带隙的电化学沉积方法，该 方法包括：使生长基底在含有锌源前驱体、铵盐和镓盐的溶液中进行电化学 沉积。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述含有锌源前驱体、铵盐 和镓盐的溶液中，所述铵盐与所述锌源前驱体的摩尔比为4-100：1。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述含有锌源前驱体、铵盐 和镓盐的溶液中，所述镓盐与所述锌源前驱体的摩尔比为0.1-2：100。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，在所述含有锌源 前驱体、铵盐和镓盐的溶液中，所述锌源前驱体的浓度为1-20mmol/L。

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的方法，其中，所述锌源前驱体 选自硝酸锌、乙酸锌、草酸锌、硫酸锌和氯化锌中的至少一种；所述铵盐选 自硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、乙酸铵和草酸铵中的至少一种；所述镓盐选自 硝酸镓、氯化镓、溴化镓、硫酸镓和硫化镓中的至少一种。

11.根据权利要求6-10中任意一项所述的方法，其中，所述电化学沉 积的条件包括：温度为60-95℃，电位为-0.8V至-1.5V，时间为5分钟至3 小时。

12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述生长基底为透明导电氧化 物、金属、纤维、聚合物和碳材料中的至少一种，所述透明导电氧化物基底 选自氧化铟锡、掺铝氧化锌、掺铟氧化锌、掺镓氧化锌、掺硼氧化锌和掺氟 的二氧化锡中的至少一种，所述金属为金、银、铜或它们的合金，所述纤维 为棉丝或光纤，所述碳材料为碳纳米管或石墨烯；所述生长基底表面覆盖或 不覆盖氧化锌薄膜或掺杂的氧化锌薄膜。

13.由权利要求6-12中任意一项所述的方法制备的氧化锌纳米柱阵列 材料。