金属化合物型半导体纳米材料的制备及研究现状

邢心迪

摘 要：本文主要以金属化合物型半导体纳米材料的制备及研究现状为切入点展开论述，结合当下金属化合物型半导体纳米材料的制备主要依据，从硫化镉半导体纳米材料、氧化锡半导体纳米材料、铝酸锌半导体纳米材料这三方面展开深入探索与研究，主要目的在于加大对金属化合物型半导体纳米材料的制备及研究力度，从而确保金属化合物型半导体纳米材料应用效果达到最大。

关键词：金属化合物； 纳米材料； 半导体； 制备； 研究现状

引言：因为我国对于半导体材料研究力度的不断加大，使得我国出现越来越多的半导体材质供人们利用。当半导体的尺寸达到微米的时候，其性能与特征都会出现一定变化的，它的化学性能与物理性能也会随之发生转变。目前，诸多学者对半导体材料的研究都有了新的突破与进展，最为突出的地方便是外形与功能。基于此，本文主要阐述金属化合物型半导体纳米材料的制备及研究现状，从而使得该领域的研究更上一层楼。

一、硫化镉半导体纳米材料

（一）优势与运用

硫化镉在半导体材料中占据着主体位置，在常温条件下它的禁带宽度是2.42eV。因其具备吸附周遭激子性能，导致它具备普通半导体的性质，同时还具备特殊的光学性质，在研究人员的不断探索中，发现了硫化镉不但具有高强度的光电效应，还具备良好的光电导性，它可以产生大量荧光。所以它可以被应用到各行各业，比如太阳能电池、发光二极管、光敏电阻等方面皆具备极大的应用价值。

（二）制备方式

当前对硫化镉的制作方法是多种多样的，比如比较典型的有沉淀法、凝胶法、水热法、模板法以及合成法等。水热法与融合法皆是将溶剂与反应物相结合，处于一个高温的环境中自行构成的晶体与组装过程。把具有化学性质的硫酸铵与五水合氯化镉安置在反应釜内，通过加入一定量的络合剂水溶液之后，经180℃高温进行反应，直至48小时过满即可，当冷却完全之后利用蒸馏水与无水乙醇把沉淀洗净，之后将其搁置在真空中保持 80℃直至超过14小时，从而构制出不同规格的纳米结构。经过研究会得知反应产物的形貌是存有一定差异的，而造成此种现象的原因是络合剂的不同，当络合剂是乙二胺时，这时的产物便是一堆的纳米棒，其中存在较少的三臂型纳米棒；当络合剂是甲胺时，一堆的纳米棒大约占据65%，其他的便是三臂型纳米棒；若是络合剂是乙胺时，三臂型纳米棒的产量竟高达85%；而若是络合剂是氨时便不会在有三臂型或一维纳米棒，而是会出现零维球状。

基于纯度比较高的CdS 粉体当做是原材料时，可以切实应用热蒸法来构建硫化镉纳米材料。首先需要把忖度比较高的CdS 粉体搁置造氧化铝的陶瓷中，并且由于石英板监将其盖住，将其整个放到石英管内，将氩气通入其中，保持2小时850℃，当冷却完全之后，会发现在氧化铝的陶瓷中会沉淀出一些黄色的物质。通过实验分析可知该产物是硫化镉纳米带，它的长度是不等的，几十微米也有，几百微米也存在，则其宽度也并非是固定的。除此之外，通过直流电击的方式来制造出硫化镉，目前，相比交流电直流电更具结晶性，因氧化铝是基板，它的直径与长度皆是需要利用模板孔径来决定的 ，极易被控制。

二、氧化锡半导体纳米材料

（一）优势与运用

氧化锡在属于是一种宽带隙类的半导体材料，因其具备的特殊性质，它在诸多领域都有一定价值，其中比较典型有湿敏传感器、太阳能电池、发光材料等。目前新兴的氧化锡纳米结构种类 比较多，例如线形，这些不同状态的纳米结构已经逐渐应用到激光发射的领域中

（二）制备方式

当前制备氧化锡的方法有很多，比较典型的有气相沉积法、氧化法、水热法等，若是采用水热法需要利用氢氧化钠同四氯化锡这两种风格廉价的材料作为原材料 ，其络合剂为檬酸钠，溶剂是水，所形成的是氧化锡纳米颗粒。此操作比较容易控制，也比较简单，这对于大量生产氧化锡纳米颗粒而言就有极大作用。

此外，还可以利用1.3mol/L 的氯化锡乙醇溶液同0.9mol/L 的氯化锡的乙醇溶液在温度为80 ℃的水内充分搅拌 30分钟，直至出现无色透明的溶液，之后分别在130℃ 与30℃的恒温下产生凝胶物质，最后将凝胶进行烘干研磨，并且在500℃温度下进行煅烧4个小时，从而得到氧化锡粉体。通过氧化锡乙醇溶液制得的纳米材质是独立的球状颗粒，每一粒大小约为5纳米左右，具有很好的分散性。则氯化锡乙二醇溶液所制得的纳米颗粒的内径比较大，由于其大小分布不均，使得其形状出现了极度不规则的现象，造成两种不同学校的原因是锡源不同。

三、铝酸锌半导体纳米材料

（一）优势与运用

氯酸鋅属于是一种宽禁带类的半导体材料。具备较强的稳固性 它的物理性与化学性都是比较显著的，因为它的优势有很多，使得其在各个领域都能被很好的应用，比如它的耐腐蚀性比较强、热稳定性较高、硬度较大等优点，当前它当做是催化剂的时候比较多。例如在应用纳米氯酸锌当做是催化剂时，可以让氧气与氢气相反应，制备出一氧化碳与水这两种物质，通过继续反应来得出二氧化碳来制备甲醇，高比面积的纳米氯酸锌在实际中应用在处理汽车尾气的方面比较多，除此之外 ，纳米氯化锌在耐火材料、电子器件、陶瓷材料、金属保护膜等领域应用的也比较多。

（二） 制备方式

当前，制备纳米氯化锌的方法是有很多种的，其中比较常见的有水热法、固相反应法等。硝酸铝与醋酸锌作为原材料的话是需要应用水热法来制备铝的氢氧化物，之后在将硝酸铝融入到铝的氢氧化物溶液中，再应用 28wt%的一水合氨把溶液的酸碱度控制在10.5～11，到最后再把它放置260 ℃下20小时，在将存在溶液中的沉淀物进行反复洗涤，直至干净以后，从而得到干燥的氯酸锌结构。通过分析结果可知，水热的合成温度是要小于 200 ℃的，这个时候所得出才是铝的氢氧化物与氧化锌，当温度超出215 ℃ 时便会得到干净的氯酸锌。若是把锌与铝的比例控制在1：2时的硝酸铝（99.0%）、硝酸锌（99.0%）和适量的乙二醇充分融入到乙醇之中，当其均匀混合之后在把草酸渐渐的加入其中，并且需要采用电磁搅拌。在这个过程内，草酸的价值便是共工阳离子的前驱体，利用乙二醇，主要是为了达到聚酯反应来推动草酸聚合，以此来达到形成有机酯与副产物。之后进行充分搅拌与加热来的得到比较均匀的溶胶，当其凝固成胶体之后，在利用研磨或是干燥的手段来得到前驱体，一般情况下是在500、600、700℃中展开5小时煅烧工作的。当对产物展开分析时，发现煅烧时的温度若是小于700℃便会得到氯酸锌与氧化锌的混合物质，由于温度的不断提升氯酸锌的颗粒会不断增加，等到温度到达700℃时，所制备出的材料便是铝酸锌纳米

结束语

综上所述，当前我国虽然有制备出许多金属化合物半导体纳米材料，但是在制备过程中所应用的方法还是需要深入研究的。在实际应用方法在当前依旧停留在初试阶段。成本低廉、操作简单的制备方式都是可以用来研究金属化合物半导体纳米材料。若是想要具备一定过的规模化是需要应用多种新兴技术的，这将是未来发展必然走势。

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