发明内容
[0010] 本发明的目的是克服现有技术存在的制备过程复杂,影响因素多,制备得到的碲结构单一,不利于产业化的问题,提供一种结构可控激光碲单质纳米材料的制备方法,该激光碲单质纳米材料制备方法,具有制备过程简单,碲纳米材料阵列生长过程可控,且由于激光激发溅射为局部加热生长环境温度可控等优点,从根本上解决上述问题,特别适用于产业化推广。
[0011] 为实现上述目的,本发明的技术方案是包括以下步骤:
[0012] (1)采用激光光源所发出的激光入射金属碲化物靶材,利用激光激发溅射原理,使碲元素从气体氛围内的金属碲化物靶材溅射而出,成为悬浮碲离子;
[0013] (2)正极与碲纳米材料沉积靶上,负极与杂质收集靶相连,将碲纳米材料沉积靶和杂质收集靶之间所产生的电场力以及重力作用下,将悬浮碲离子沉积于碲纳米材料沉积靶上,沉积获得碲纳米材料阵列;
[0014] 通过对所述的步骤(1)和步骤(2中的入射激光能量、电场强度和/或沉积靶带电量和/或温度的控制,实现碲单质纳米材料的阵列形貌控制。
[0015] 进一步设置是所述的激光光源为气体、固体、液体激发的脉冲可调的激光光源,且所述的激光光源的能量为10W~1000W。
[0016] 进一步设置是所述的步骤(1)中激光入射金属碲化物靶材的角度为5~90°,所述的步骤(1)中激光入射激发的时间为1~1000s。
[0017] 进一步设置是所述的金属碲化物靶材为任意金属碲化物制成的板条或粉末。
[0018] 进一步设置是所述的步骤(2)中的电场为直流电场,且电场强度范围为:100~1000N/C。
[0019] 进一步设置是所述的碲纳米材料沉积靶的基片材料为硅片,所述的硅片前处理是经TruMicro7050激光设备进行表面清洗。
[0020] 进一步设置是所述的步骤(1)和步骤(2)气体氛围为氩气、氦气或其任意比例混合的气体。
[0021] 进一步设置还包括金属碲化物靶材前处理步骤,所述的金属碲化物靶材前处理方式如下:
[0022] 常温条件下,将金属碲化物板或粉末置于无水乙醇中,浸渍5~30min,取出,于60~150℃环境下干燥即可。
[0023] 进一步设置是碲纳米材料沉积靶的温度可控,其控制范围为:0~300℃。
[0024] 进一步设置是碲纳米材料沉积靶及杂质收集靶的带电量通过外加电压进行控制。
[0025] 本发明的原理及优点是:
[0026] 碲化物靶材在惰性气体氛围内,经高能激光束冲击,瞬间升华成为碲化物蒸气,在工作室的电场作用下,碲离子向带正电的碲单质纳米沉积靶方向移动,并最终沉积在该靶材上,通过对激光束能量、沉积靶的温度及带电量合理的进行调整,可得到任意阵列结构的碲单质纳米材料。
[0027] 本发明所涉及的碲单质纳米材料制备方法,制备过程简单,由于激光激发溅射为局部加热,通过沉积靶的温度设定,可以进一步提高碲单质纳米材料的纯度,因此对溅射材料的纯度要求相对较低,特别适用于工业化生产。
[0028] 下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。