專利名稱：鉍/鉍銻外延超晶格納米線及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超晶格納米線及制備方法，尤其是一種鉍/鉍銻外延超晶格納米線及其制備方法。
背景技術(shù)：
鉍(Bi)基一維熱電材料由于鉍的高度各向異性的橢球形的電子費米面，導帶與 價帶小的能帶重疊(在77K時為38meV)，原子質(zhì)量大，通過和其它元素如銻(Sb)、碲(Te)、 錫(Sn)等進行化合可以使其性能有很大的改善等優(yōu)異性能而成為熱電研究的寵兒。目前， 人們?yōu)榱双@得它，作了 一些嘗試和努力，如在2004年第五屆中國功能材料及其應用學術(shù)會 議論文集II第3087 3089頁報道了李亮等發(fā)表的題為《單晶鉍納米線陣列的可控生長》 的文章，該文公開了一種單晶鉍納米線陣列的制備方法。它是采用脈沖電化學沉積技術(shù)，利 用同一直徑的氧化鋁模板，通過調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)制備出了不同直徑的單晶鉍納米線陣列。然 而，該方法中沒有公開鉍銻納米線，并且也未公開鉍/鉍銻外延超晶格納米線的具體制備 步驟，也即該方法有著既制備不出鉍銻納米線，更制備不出鉍/鉍銻外延超晶格納米線的 不足。而超晶格納米線結(jié)構(gòu)熱電材料由于其相比較于普通的單質(zhì)和合金納米線結(jié)構(gòu)具有更 高的優(yōu)值系數(shù)，從而在溫差發(fā)電和熱電制冷等許多重要領(lǐng)域都有潛在的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種鉍納米線與鉍 銻納米線外延連接的鉍/鉍銻外延超晶格納米線。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題為提供一種外延生長的周期、成分、直徑可控的 鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為鉍/鉍銻外延超晶格納米線包 括鉍納米線，特別是，所述鉍納米線與鉍銻納米線外延連接成鉍/鉍銻超晶格納米線；所述鉍/鉍銻超晶格納米線的直徑為30 120nm，其中的鉍納米線的每段長度為 3 99nm、鉍銻納米線的每段長度為3 99nm ；所述鉍銻納米線中的鉍含量為80 50%、銻含量為20 50%。作為鉍/鉍銻外延超晶格納米線的進一步改進，所述的鉍/鉍銻超晶格納米線中 的鉍納米線和鉍銻納米線的段數(shù)均為3 10000段；所述的鉍/鉍銻超晶格納米線位于多 孔氧化鋁模板中。為解決本發(fā)明的另一個技術(shù)問題，所采用的另一個技術(shù)方案為鉍/鉍銻外延超 晶格納米線的制備方法包括脈沖電化學沉積法，特別是完成步驟如下，步驟1，先將濃度為0. 02 0. 06M的氯化鉍和濃度為0. 06 0. IM的氯化銻溶于 濃度為0. 08 0. 12M的鹽酸中，得的混合溶液，再向攪拌下的混合溶液中依次加入濃度為 0. 25 0. 29M的酒石酸、濃度為0. 22 0. 26M的檸檬酸和濃度為0. 1 0. 14M的氯化鈉，待其溶解后加入濃度為0. 08 0. 12M的丙三醇，并繼續(xù)攪拌至少lh，之后，用堿溶液調(diào)節(jié)其 PH值為0. 8 0. 84，得到電沉積液； 步驟2，將一面鍍有金膜的多孔氧化鋁模板作為陰極，置于溫度為30 40°C的電 沉積液中，于脈沖電壓下進行電沉積，所述脈沖電壓由兩組交替串接的脈沖構(gòu)成，其中的一 組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍脈沖沉積電壓、另一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲 電壓與鉍銻脈沖沉積電壓，所述脈沖延遲電壓的脈沖寬度為12ms、電壓為0V，所述鉍脈沖 沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-1. 4 -1. 6V，所述鉍銻脈沖沉積電壓的脈沖寬度為 8ms、電壓為-1. 7 -2V ；步驟3，將電沉積有鉍/鉍銻外延超晶格納米線的多孔氧化鋁模板置于強堿溶液 中腐蝕掉氧化鋁模板，制得鉍/鉍銻外延超晶格納米線。作為鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法的進一步改進，所述的堿溶液為濃度 為0. 05M的氫氧化鈉溶液或濃度為0. IM的氨水；所述的金膜的厚度為150 250nm ；所述 的多孔氧化鋁模板的孔徑為30 120nm ；所述的電沉積時的陽極為石墨；所述的每組鉍脈 沖沉積電壓的累計脈沖寬度為1 33s，每組鉍銻脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度為0. 3 IOs ；所述的強堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液或氫氧化鋰溶液。相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，對制得的產(chǎn)物分別使用透射電子顯微鏡、 X-射線衍射儀和場發(fā)射掃描電子顯微鏡及所附帶的能譜測試儀來進行形態(tài)、結(jié)構(gòu)、成分、結(jié) 晶質(zhì)量和外延性的表征，從得到的透射電鏡照片、X-射線衍射譜圖、掃描電鏡照片和掃描能 譜圖可知，產(chǎn)物為呈有序排列的眾多的納米線。納米線是由兩種不同的物質(zhì)交替構(gòu)成，即由 鉍納米線與鉍銻納米線外延連接成直徑為30 120nm的鉍/鉍銻超晶格納米線，其中，鉍 納米線和鉍銻納米線的段數(shù)均為3段以上，鉍納米線的每段長度為3 99nm、鉍銻納米線 的每段長度為3 99nm，鉍銻納米線中的鉍含量為80 50%、銻含量為20 50%。鉍/ 鉍銻超晶格納米線的結(jié)晶性良好，其擇優(yōu)取向與優(yōu)化所得方向一致，界面清晰，且為外延生 長；其二，制備方法使用科學的原料配比及配制步驟來獲得電沉積液，以及采用可控的脈沖 電化學沉積，即通過控制電沉積的時間來控制每段鉍納米線或鉍銻納米線的長度，通過控 制電沉積電壓的高低來控制鉍銻納米線中的鉍與銻的成分比例，帶來了精確地制備外延生 長的周期、成分、直徑可控的鉍/鉍銻超晶格納米線的技術(shù)路線的技術(shù)效果；其三，制備方 法易于實施，適于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。方法中的沉積溫度低，可控的脈沖電化學沉積法除 適宜于制備高質(zhì)量的外延生長的鉍/鉍銻超晶格納米線之外，還可拓展到其他超晶格納米 線的制備。作為有益效果的進一步體現(xiàn)，一是鉍/鉍銻超晶格納米線中的鉍納米線和鉍銻納 米線的段數(shù)均優(yōu)選為3 10000段，完全滿足了實際應用的需要；二是鉍/鉍銻超晶格納米 線優(yōu)選位于多孔氧化鋁模板中，利于其的實際應用；三是堿溶液優(yōu)選為濃度為0. 05M的氫 氧化鈉溶液或濃度為0. IM的氨水，易于獲得所需pH值的電沉積液；四是金膜的厚度優(yōu)選為 150 250nm，便于鉍/鉍銻超晶格納米線的電沉積；五是每組鉍脈沖沉積電壓的累計脈沖 寬度優(yōu)選為1 33s，每組鉍銻脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度優(yōu)選為0. 3 10s，確保了鉍 /鉍銻超晶格納米線中的鉍納米線的每段長度為3 99nm、鉍銻納米線的每段長度為3 99nm ；六是強堿溶液優(yōu)選為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液或氫氧化鋰溶液，不僅使得原料 的來源較為豐富，還使制備工藝更易實施且靈活。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進一步詳細的描述。圖1是對制得的產(chǎn)物使用JE0L-2010型透射電子顯微鏡(TEM)進行觀察后攝得的EM照片之一。由該TEM照片可看出，納米線是由多段線狀物相串接而成，其中，深色段為鉍 納米線，淺色段為鉍銻納米線；圖2是對制得的產(chǎn)物分別使用JE0L-2010型透射電子顯微鏡(TEM)和Philips Pff 1700x型X-射線衍射(XRD)儀進行觀察和測試后得到的TEM照片之一和XRD譜圖之一。其 中，圖2a為TEM照片，由其可看出納米線是由不同段的線狀物串接成的。圖2b為圖2a中方 框部位的高分辨TEM照片，由其中的條紋相分析可知，該納米線沿[110]方向生長，且從該 高分辨TEM照片上觀察不到空位和位錯，這表明了外延生長晶格的匹配。圖2c為圖2a中 方框部位的選區(qū)電子衍射圖，由此電子衍射圖同樣可以看出該納米線沿[110]方向生長， 而從
方向衍射點的放大圖可以看出衍射點出現(xiàn)分離，且越來越大，是外延周期調(diào)制 結(jié)構(gòu)生長的標志，從而進一步證明了使用本發(fā)明方法制得的超晶格納米線為外延生長。圖 2d為XRD譜圖，譜圖中的縱坐標為相對強度、橫坐標為角度(2 θ )，由該XRD譜圖可知，納米 線陣列具有很好的(110)擇優(yōu)生長取向，與參數(shù)優(yōu)化所得結(jié)果一致，說明了其是按(110)擇 優(yōu)方向外延生長的；圖3是對分別制得的鉍納米線和鉍銻納米線使用FEI Sirion-200型場發(fā)射掃描 電子顯微鏡(SEM)及所附帶的能譜(EDS)測試儀進行觀察與測試后所得到的SEM照片和 EDS譜圖，EDS譜圖中的縱坐標為相對強度、橫坐標為能量(KeV)。其中，圖3a為于沉積電壓 為-1. 5V下得到的鉍納米線陣列的EDS譜圖，由其可看出鉍納米線陣列為純鉍構(gòu)成，該EDS 譜圖中的插圖為鉍納米線陣列的SEM照片，由此SEM照片可看出鉍納米線的結(jié)晶性良好，線 直徑約為60nm。圖3b為于沉積電壓為_2. OV下得到的鉍銻納米線陣列的EDS譜圖，由其 可看出鉍銻納米線陣列中的元素鉍和銻原子百分比各占50%，該EDS譜圖中的插圖為鉍銻 納米線陣列的SEM照片，由此SEM照片可看出鉍銻納米線的結(jié)晶性良好，線直徑約為60nm。 由此，我們可得出鉍/鉍銻超晶格納米線之中的鉍段僅為純鉍，鉍銻段銻的含量為50%或 經(jīng)調(diào)制脈沖沉積電壓后可為20 50% ；圖4是對采用不同的脈沖沉積時間制得的產(chǎn)物使用JE0L-2010型透射電子顯微鏡 (TEM)進行觀察后攝得的TEM照片。其中，圖4a中的鉍納米線長17nm、鉍銻納米線長24nm。 圖4b中的鉍納米線長lOnm、鉍銻納米線長20nm。圖4c中的鉍納米線長lOnm、鉍銻納米線 長lOnm。圖4d中的鉍納米線長3nm、鉍銻納米線長lOnm。由該TEM照片可看出，鉍/鉍銻超 晶格納米線的周期長短是可以通過調(diào)制鉍納米線段和鉍銻納米線段的沉積時間來達到的； 同時可知，鉍納米線段的平均生長速度為3nm/s，鉍銻納米線段的平均生長速度為lOnm/s。
具體實施例方式首先用常規(guī)方法制得或從市場購得氯化鉍、氯化銻、鹽酸、酒石酸、檸檬酸、氯化鈉 和丙三醇，作為堿溶液的氫氧化鈉溶液和氨水，鍍有金膜的多孔氧化鋁模板，作為強堿溶液 的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液和氫氧化鋰溶液。接著，實施例1
制備的具體步驟為步驟1，先將濃度為0. 02M的氯化鉍和濃度為0. 06M的氯化 銻溶于濃度為0. 08M的鹽酸中，得的混合溶液。再向攪拌下的混合溶液中依次加入濃度為 0. 25M的酒石酸、濃度為0. 22M的檸檬酸和濃度為0. IM的氯化鈉，待其溶解后加入濃度為 0.08M的丙三醇，并繼續(xù)攪拌lh。之后，用堿溶液調(diào)節(jié)其pH值為0.8，得到電沉積液；其中， 堿溶液為濃度為0. 05M的氫氧化鈉溶液(或濃度為0. IM的氨水)。步驟2，將一面鍍有金 膜的多孔氧化鋁模板作為陰極，置于溫度為30°C的電沉積液中，于脈沖電壓下進行電沉積； 其中，金膜的厚度為150nm，多孔氧化鋁模板的孔徑為30nm，電沉積時的陽極為石墨。上述 脈沖電壓由兩組交替串接的脈沖構(gòu)成，其中的一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍脈 沖沉積電壓、另一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍銻脈沖沉積電壓；其中，脈沖延遲 電壓的脈沖寬度為12ms、電壓為0V，鉍脈沖沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-1. 4V，鉍銻 脈沖沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-2V。前述的每組鉍脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度 為ls，每組鉍銻脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度為10s。步驟3，將電沉積有鉍/鉍銻外延超 晶格納米線的多孔氧化鋁模板置于強堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強堿溶液為氫氧 化鈉溶液(或氫氧化鉀溶液或氫氧化鋰溶液)。制得近似于圖1、圖2a 圖2c所示，如圖 2d中和圖3中的曲線所示的鉍/鉍銻外延超晶格納米線。實施例2制備的具體步驟為步驟1，先將濃度為0. 03M的氯化鉍和濃度為0. 07M的氯化 銻溶于濃度為0. 09M的鹽酸中，得的混合溶液。再向攪拌下的混合溶液中依次加入濃度為 0. 26M的酒石酸、濃度為0. 23M的檸檬酸和濃度為0. IlM的氯化鈉，待其溶解后加入濃度為 0. 09M的丙三醇，并繼續(xù)攪拌2h。之后，用堿溶液調(diào)節(jié)其pH值為0.81，得到電沉積液；其中， 堿溶液為濃度為0. 05M的氫氧化鈉溶液。步驟2，將一面鍍有金膜的多孔氧化鋁模板作為陰 極，置于溫度為33°C的電沉積液中，于脈沖電壓下進行電沉積；其中，金膜的厚度為180nm， 多孔氧化鋁模板的孔徑為50nm，電沉積時的陽極為石墨。上述脈沖電壓由兩組交替串接的 脈沖構(gòu)成，其中的一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍脈沖沉積電壓、另一組脈沖為 相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍銻脈沖沉積電壓；其中，脈沖延遲電壓的脈沖寬度為12ms、 電壓為0V，鉍脈沖沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-1. 45V，鉍銻脈沖沉積電壓的脈沖寬 度為8ms、電壓為-1. 95V。前述的每組鉍脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度為3s，每組鉍銻脈沖 沉積電壓的累計脈沖寬度為3s。步驟3，將電沉積有鉍/鉍銻外延超晶格納米線的多孔氧 化鋁模板置于強堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強堿溶液為氫氧化鈉溶液。制得如圖1 所示，近似于圖2b和圖2c所示，近似于圖2d和圖3中的曲線所示，以及近似于圖4a所示 的鉍/鉍銻外延超晶格納米線。實施例3制備的具體步驟為步驟1，先將濃度為0. 04M的氯化鉍和濃度為0. 08M的氯化 銻溶于濃度為0. IM的鹽酸中，得的混合溶液。再向攪拌下的混合溶液中依次加入濃度為 0. 27M的酒石酸、濃度為0. 24M的檸檬酸和濃度為0. 12M的氯化鈉，待其溶解后加入濃度為 0. IM的丙三醇，并繼續(xù)攪拌3h。之后，用堿溶液調(diào)節(jié)其pH值為0.82，得 到電沉積液；其中， 堿溶液為濃度為0. 05M的氫氧化鈉溶液。步驟2，將一面鍍有金膜的多孔氧化鋁模板作為陰 極，置于溫度為35°C的電沉積液中，于脈沖電壓下進行電沉積；其中，金膜的厚度為200nm， 多孔氧化鋁模板的孔徑為80nm，電沉積時的陽極為石墨。上述脈沖電壓由兩組交替串接的脈沖構(gòu)成，其中的一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍脈沖沉積電壓、另一組脈沖為 相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍銻脈沖沉積電壓；其中，脈沖延遲電壓的脈沖寬度為12ms、 電壓為0V，鉍脈沖沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-1. 5V，鉍銻脈沖沉積電壓的脈沖寬 度為8ms、電壓為-1. 9V。前述的每組鉍脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度為17s，每組鉍銻脈沖 沉積電壓的累計脈沖寬度為5s。步驟3，將電沉積有鉍/鉍銻外延超晶格納米線的多孔氧 化鋁模板置于強堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強堿溶液為氫氧化鈉溶液。制得近似于 圖2a 圖2c所示，近似于圖2d中的曲線所示，以及近似于圖4b 圖4d所示的鉍/鉍銻 外延超晶格納米線。實施例4制備的具體步 驟為步驟1，先將濃度為0. 05M的氯化鉍和濃度為0. 09M的氯化 銻溶于濃度為0. IlM的鹽酸中，得的混合溶液。再向攪拌下的混合溶液中依次加入濃度為 0. 28M的酒石酸、濃度為0. 25M的檸檬酸和濃度為0. 13M的氯化鈉，待其溶解后加入濃度為 0. IlM的丙三醇，并繼續(xù)攪拌4h。之后，用堿溶液調(diào)節(jié)其pH值為0. 83，得到電沉積液；其中， 堿溶液為濃度為0. 05M的氫氧化鈉溶液。步驟2，將一面鍍有金膜的多孔氧化鋁模板作為陰 極，置于溫度為38°C的電沉積液中，于脈沖電壓下進行電沉積；其中，金膜的厚度為230nm， 多孔氧化鋁模板的孔徑為lOOnm，電沉積時的陽極為石墨。上述脈沖電壓由兩組交替串接的 脈沖構(gòu)成，其中的一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍脈沖沉積電壓、另一組脈沖為 相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍銻脈沖沉積電壓；其中，脈沖延遲電壓的脈沖寬度為12ms、 電壓為0V，鉍脈沖沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-1. 55V，鉍銻脈沖沉積電壓的脈沖寬 度為8ms、電壓為-1. 8V。前述的每組鉍脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度為26s，每組鉍銻脈沖 沉積電壓的累計脈沖寬度為2s。步驟3，將電沉積有鉍/鉍銻外延超晶格納米線的多孔氧 化鋁模板置于強堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強堿溶液為氫氧化鈉溶液。制得近似于 圖2a 圖2c所示，近似于圖2d中的曲線所示的鉍/鉍銻外延超晶格納米線。實施例5制備的具體步驟為步驟1，先將濃度為0. 06M的氯化鉍和濃度為0. IM的氯化銻 溶于濃度為0. 12M的鹽酸中，得的混合溶液。再向攪拌下的混合溶液中依次加入濃度為 0. 29M的酒石酸、濃度為0. 26M的檸檬酸和濃度為0. 14M的氯化鈉，待其溶解后加入濃度為 0. 12M的丙三醇，并繼續(xù)攪拌5h。之后，用堿溶液調(diào)節(jié)其pH值為0. 84，得到電沉積液；其中， 堿溶液為濃度為0. 05M的氫氧化鈉溶液。步驟2，將一面鍍有金膜的多孔氧化鋁模板作為陰 極，置于溫度為40°C的電沉積液中，于脈沖電壓下進行電沉積；其中，金膜的厚度為250nm， 多孔氧化鋁模板的孔徑為120nm，電沉積時的陽極為石墨。上述脈沖電壓由兩組交替串接的 脈沖構(gòu)成，其中的一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍脈沖沉積電壓、另一組脈沖為 相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍銻脈沖沉積電壓；其中，脈沖延遲電壓的脈沖寬度為12ms、 電壓為0V，鉍脈沖沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-1. 6V，鉍銻脈沖沉積電壓的脈沖寬 度為8ms、電壓為-1. 7V。前述的每組鉍脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度為33s，每組鉍銻脈沖 沉積電壓的累計脈沖寬度為0. 3s。步驟3，將電沉積有鉍/鉍銻外延超晶格納米線的多孔 氧化鋁模板置于強堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強堿溶液為氫氧化鈉溶液。制得近似 于圖2a 圖2c所示，近似于圖2d中的曲線所示，以及近似于圖4d所示的鉍/鉍銻外延超 晶格納米線。
若欲獲得位于多孔氧化鋁模板中的鉍/鉍銻超晶格納米線，只需省卻步驟3即可。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的鉍/鉍銻外延超晶格納米線及其制備方 法進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和 變型屬于本發(fā)明權(quán)利要 求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型 在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鉍/鉍銻外延超晶格納米線，包括鉍納米線，其特征在于所述鉍納米線與鉍銻納米線外延連接成鉍/鉍銻超晶格納米線；所述鉍/鉍銻超晶格納米線的直徑為30～120nm，其中的鉍納米線的每段長度為3～99nm、鉍銻納米線的每段長度為3～99nm；所述鉍銻納米線中的鉍含量為80～50％、銻含量為20～50％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線，其特征是鉍/鉍銻超晶格納米 線中的鉍納米線和鉍銻納米線的段數(shù)均為3 10000段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線，其特征是鉍/鉍銻超晶格納米 線位于多孔氧化鋁模板中。
4.一種權(quán)利要求1所述鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法，包括脈沖電化學沉積 法，其特征在于完成步驟如下步驟1，先將濃度為0. 02 0. 06M的氯化鉍和濃度為0. 06 0. 1M的氯化銻溶于濃度為 0. 08 0. 12M的鹽酸中，得的混合溶液，再向攪拌下的混合溶液中依次加入濃度為0. 25 0. 29M的酒石酸、濃度為0. 22 0. 26M的檸檬酸和濃度為0. 1 0. 14M的氯化鈉，待其溶解 后加入濃度為0. 08 0. 12M的丙三醇，并繼續(xù)攪拌至少lh，之后，用堿溶液調(diào)節(jié)其pH值為 0.8 0. 84，得到電沉積液；步驟2，將一面鍍有金膜的多孔氧化鋁模板作為陰極，置于溫度為30 40°C的電沉積 液中，于脈沖電壓下進行電沉積，所述脈沖電壓由兩組交替串接的脈沖構(gòu)成，其中的一組脈 沖為相互間隔的脈沖延遲電壓與鉍脈沖沉積電壓、另一組脈沖為相互間隔的脈沖延遲電壓 與鉍銻脈沖沉積電壓，所述脈沖延遲電壓的脈沖寬度為12ms、電壓為0V，所述鉍脈沖沉積 電壓的脈沖寬度為8ms、電壓為-1. 4 -1. 6V，所述鉍銻脈沖沉積電壓的脈沖寬度為8ms、電 壓為-1. 7 -2V ；步驟3，將電沉積有鉍/鉍銻外延超晶格納米線的多孔氧化鋁模板置于強堿溶液中腐 蝕掉氧化鋁模板，制得鉍/鉍銻外延超晶格納米線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法，其特征是堿溶液為 濃度為0. 05M的氫氧化鈉溶液或濃度為0. 1M的氨水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法，其特征是金膜的厚 度為150 250nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法，其特征是多孔氧化 鋁模板的孔徑為30 120nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法，其特征是電沉積時 的陽極為石墨。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法，其特征是每組鉍脈 沖沉積電壓的累計脈沖寬度為1 33s，每組鉍銻脈沖沉積電壓的累計脈沖寬度為0. 3 10s。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉍/鉍銻外延超晶格納米線的制備方法，其特征是強堿溶液 為氫氧化鈉溶液，或氫氧化鉀溶液，或氫氧化鋰溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉍/鉍銻外延超晶格納米線及其制備方法。納米線為鉍納米線與鉍銻納米線外延連接成直徑為30～120nm的鉍/鉍銻超晶格納米線，其中的鉍納米線和鉍銻納米線的每段長度分別為3～99nm和3～99nm，鉍銻納米線中的鉍含量為80～50％、銻含量為20～50％；方法為先使用氯化鉍、氯化銻、鹽酸、酒石酸、檸檬酸、氯化鈉和丙三醇配制成電沉積液，再將鍍有金膜的多孔氧化鋁模板作為陰極，置于電沉積液中于兩組交替串接的脈沖電壓下進行電沉積，最后將電沉積有鉍/鉍銻外延超晶格納米線的多孔氧化鋁模板置于強堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，制得鉍/鉍銻外延超晶格納米線。納米線可廣泛地用于溫差發(fā)電和熱電制冷等領(lǐng)域，方法易于實施，適于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C30B30/02GK101857971SQ20091011648
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者李亮, 李廣海, 竇新存, 雷和暢, 黃小虎 申請人:中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院