金屬化合物型半導體納米材料的制備及研究現(xiàn)狀

邢心迪

摘 要：本文主要以金屬化合物型半導體納米材料的制備及研究現(xiàn)狀為切入點展開論述，結合當下金屬化合物型半導體納米材料的制備主要依據(jù)，從硫化鎘半導體納米材料、氧化錫半導體納米材料、鋁酸鋅半導體納米材料這三方面展開深入探索與研究，主要目的在于加大對金屬化合物型半導體納米材料的制備及研究力度，從而確保金屬化合物型半導體納米材料應用效果達到最大。

關鍵詞：金屬化合物； 納米材料； 半導體； 制備； 研究現(xiàn)狀

引言：因為我國對于半導體材料研究力度的不斷加大，使得我國出現(xiàn)越來越多的半導體材質供人們利用。當半導體的尺寸達到微米的時候，其性能與特征都會出現(xiàn)一定變化的，它的化學性能與物理性能也會隨之發(fā)生轉變。目前，諸多學者對半導體材料的研究都有了新的突破與進展，最為突出的地方便是外形與功能?；诖?，本文主要闡述金屬化合物型半導體納米材料的制備及研究現(xiàn)狀，從而使得該領域的研究更上一層樓。

一、硫化鎘半導體納米材料

（一）優(yōu)勢與運用

硫化鎘在半導體材料中占據(jù)著主體位置，在常溫條件下它的禁帶寬度是2.42eV。因其具備吸附周遭激子性能，導致它具備普通半導體的性質，同時還具備特殊的光學性質，在研究人員的不斷探索中，發(fā)現(xiàn)了硫化鎘不但具有高強度的光電效應，還具備良好的光電導性，它可以產生大量熒光。所以它可以被應用到各行各業(yè)，比如太陽能電池、發(fā)光二極管、光敏電阻等方面皆具備極大的應用價值。

（二）制備方式

當前對硫化鎘的制作方法是多種多樣的，比如比較典型的有沉淀法、凝膠法、水熱法、模板法以及合成法等。水熱法與融合法皆是將溶劑與反應物相結合，處于一個高溫的環(huán)境中自行構成的晶體與組裝過程。把具有化學性質的硫酸銨與五水合氯化鎘安置在反應釜內，通過加入一定量的絡合劑水溶液之后，經180℃高溫進行反應，直至48小時過滿即可，當冷卻完全之后利用蒸餾水與無水乙醇把沉淀洗凈，之后將其擱置在真空中保持 80℃直至超過14小時，從而構制出不同規(guī)格的納米結構。經過研究會得知反應產物的形貌是存有一定差異的，而造成此種現(xiàn)象的原因是絡合劑的不同，當絡合劑是乙二胺時，這時的產物便是一堆的納米棒，其中存在較少的三臂型納米棒；當絡合劑是甲胺時，一堆的納米棒大約占據(jù)65%，其他的便是三臂型納米棒；若是絡合劑是乙胺時，三臂型納米棒的產量竟高達85%；而若是絡合劑是氨時便不會在有三臂型或一維納米棒，而是會出現(xiàn)零維球狀。

基于純度比較高的CdS 粉體當做是原材料時，可以切實應用熱蒸法來構建硫化鎘納米材料。首先需要把忖度比較高的CdS 粉體擱置造氧化鋁的陶瓷中，并且由于石英板監(jiān)將其蓋住，將其整個放到石英管內，將氬氣通入其中，保持2小時850℃，當冷卻完全之后，會發(fā)現(xiàn)在氧化鋁的陶瓷中會沉淀出一些黃色的物質。通過實驗分析可知該產物是硫化鎘納米帶，它的長度是不等的，幾十微米也有，幾百微米也存在，則其寬度也并非是固定的。除此之外，通過直流電擊的方式來制造出硫化鎘，目前，相比交流電直流電更具結晶性，因氧化鋁是基板，它的直徑與長度皆是需要利用模板孔徑來決定的 ，極易被控制。

二、氧化錫半導體納米材料

（一）優(yōu)勢與運用

氧化錫在屬于是一種寬帶隙類的半導體材料，因其具備的特殊性質，它在諸多領域都有一定價值，其中比較典型有濕敏傳感器、太陽能電池、發(fā)光材料等。目前新興的氧化錫納米結構種類 比較多，例如線形，這些不同狀態(tài)的納米結構已經逐漸應用到激光發(fā)射的領域中

（二）制備方式

當前制備氧化錫的方法有很多，比較典型的有氣相沉積法、氧化法、水熱法等，若是采用水熱法需要利用氫氧化鈉同四氯化錫這兩種風格廉價的材料作為原材料 ，其絡合劑為檬酸鈉，溶劑是水，所形成的是氧化錫納米顆粒。此操作比較容易控制，也比較簡單，這對于大量生產氧化錫納米顆粒而言就有極大作用。

此外，還可以利用1.3mol/L 的氯化錫乙醇溶液同0.9mol/L 的氯化錫的乙醇溶液在溫度為80 ℃的水內充分攪拌 30分鐘，直至出現(xiàn)無色透明的溶液，之后分別在130℃ 與30℃的恒溫下產生凝膠物質，最后將凝膠進行烘干研磨，并且在500℃溫度下進行煅燒4個小時，從而得到氧化錫粉體。通過氧化錫乙醇溶液制得的納米材質是獨立的球狀顆粒，每一粒大小約為5納米左右，具有很好的分散性。則氯化錫乙二醇溶液所制得的納米顆粒的內徑比較大，由于其大小分布不均，使得其形狀出現(xiàn)了極度不規(guī)則的現(xiàn)象，造成兩種不同學校的原因是錫源不同。

三、鋁酸鋅半導體納米材料

（一）優(yōu)勢與運用

氯酸鋅屬于是一種寬禁帶類的半導體材料。具備較強的穩(wěn)固性 它的物理性與化學性都是比較顯著的，因為它的優(yōu)勢有很多，使得其在各個領域都能被很好的應用，比如它的耐腐蝕性比較強、熱穩(wěn)定性較高、硬度較大等優(yōu)點，當前它當做是催化劑的時候比較多。例如在應用納米氯酸鋅當做是催化劑時，可以讓氧氣與氫氣相反應，制備出一氧化碳與水這兩種物質，通過繼續(xù)反應來得出二氧化碳來制備甲醇，高比面積的納米氯酸鋅在實際中應用在處理汽車尾氣的方面比較多，除此之外 ，納米氯化鋅在耐火材料、電子器件、陶瓷材料、金屬保護膜等領域應用的也比較多。

（二） 制備方式

當前，制備納米氯化鋅的方法是有很多種的，其中比較常見的有水熱法、固相反應法等。硝酸鋁與醋酸鋅作為原材料的話是需要應用水熱法來制備鋁的氫氧化物，之后在將硝酸鋁融入到鋁的氫氧化物溶液中，再應用 28wt%的一水合氨把溶液的酸堿度控制在10.5～11，到最后再把它放置260 ℃下20小時，在將存在溶液中的沉淀物進行反復洗滌，直至干凈以后，從而得到干燥的氯酸鋅結構。通過分析結果可知，水熱的合成溫度是要小于 200 ℃的，這個時候所得出才是鋁的氫氧化物與氧化鋅，當溫度超出215 ℃ 時便會得到干凈的氯酸鋅。若是把鋅與鋁的比例控制在1：2時的硝酸鋁（99.0%）、硝酸鋅（99.0%）和適量的乙二醇充分融入到乙醇之中，當其均勻混合之后在把草酸漸漸的加入其中，并且需要采用電磁攪拌。在這個過程內，草酸的價值便是共工陽離子的前驅體，利用乙二醇，主要是為了達到聚酯反應來推動草酸聚合，以此來達到形成有機酯與副產物。之后進行充分攪拌與加熱來的得到比較均勻的溶膠，當其凝固成膠體之后，在利用研磨或是干燥的手段來得到前驅體，一般情況下是在500、600、700℃中展開5小時煅燒工作的。當對產物展開分析時，發(fā)現(xiàn)煅燒時的溫度若是小于700℃便會得到氯酸鋅與氧化鋅的混合物質，由于溫度的不斷提升氯酸鋅的顆粒會不斷增加，等到溫度到達700℃時，所制備出的材料便是鋁酸鋅納米

結束語

綜上所述，當前我國雖然有制備出許多金屬化合物半導體納米材料，但是在制備過程中所應用的方法還是需要深入研究的。在實際應用方法在當前依舊停留在初試階段。成本低廉、操作簡單的制備方式都是可以用來研究金屬化合物半導體納米材料。若是想要具備一定過的規(guī)?；切枰獞枚喾N新興技術的，這將是未來發(fā)展必然走勢。

參考文獻：

[1]李秀艷，徐記各，李從舉. 納米纖維材料在光催化領域中的研究進展[J]. 材料導報，2011，23：25-30.

[2]黃仁亮，齊崴，姜楠，蘇榮欣，何志敏. 肽基納米材料及其應用[J]. 化學進展，2010，12：2328-2337.

[3]陶桂龍，許高博，徐秋霞. 硅基Ⅲ-Ⅴ族納米線及其若干半導體器件[J]. 半導體技術，2017，06：411-420.endprint