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1.一种Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料,其特征在于:制备的Tb 掺杂SiO2纳米线3+
及纳米晶粒样品沉积温度为1120~1140℃,其中Tb 掺杂SiO2纳米线主要分布在接近1140℃温区,直径在200‑300nm范围内,长度达到20μm以上;随着沉积温度升高,纳米线长度越来3+
越长,直径越来越小;同时,Tb 掺杂SiO2纳米晶粒主要分布在接近1120℃沉积区域的衬底上,直径尺寸在200nm以内;
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所述的Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料的制备方法,该方法步骤如下:步骤一、将一定比例的SiO粉和Tb4O7粉充分研磨至混合均匀作为反应源,放入洁净的石英舟一端;
步骤二、将使用的衬底基片用超声波进行反复清洗干净,沿着石英舟在不接触反应源的前提下,距离反应源1cm以外放置多个衬底,把装有反应源和衬底的石英舟沿着两端开口石英管的一端放入,测量并记录药品及每个衬底基片的相对位置;
步骤三、将石英舟和石英管一起放入高温管式炉中,使反应源位于炉子高温区的正下方;
步骤四、抽真空,并在抽真空结束后,向腔体内通入Ar气,使腔体处于Ar气氛围,减少空气中气体与反应源之间的接触,总共进行三次抽真空和通Ar气的操作;
步骤五、炉子升温至使反应源温度达到反应温度,衬底温度达到沉积温度,保温2h,降温冷却至室温;
步骤六、取出石英管,即在衬底上有序生长出白色絮状SiO2纳米线及纳米晶粒。
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2.一种如权利要求1所述的Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料的制备方法,其特征在于:该方法步骤如下:步骤一、将一定比例的SiO粉和Tb4O7粉充分研磨至混合均匀作为反应源,放入洁净的石英舟一端;
步骤二、将使用的衬底基片用超声波进行反复清洗干净,沿着石英舟在不接触反应源的前提下,距离反应源1cm以外放置多个衬底,把装有反应源和衬底的石英舟沿着两端开口石英管的一端放入,测量并记录药品及每个衬底基片的相对位置;
步骤三、将石英舟和石英管一起放入高温管式炉中,使反应源位于炉子高温区的正下方;
步骤四、抽真空,并在抽真空结束后,向腔体内通入Ar气,使腔体处于Ar气氛围,减少空气中气体与反应源之间的接触,总共进行三次抽真空和通Ar气的操作;
步骤五、炉子升温至使反应源温度达到反应温度,衬底温度达到沉积温度,保温2h,降温冷却至室温;
步骤六、取出石英管,即在衬底上有序生长出白色絮状SiO2纳米线及纳米晶粒。
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3.根据权利要求2所述的一种Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料的制备方法,其特征在于:所述步骤一中,所述按照一定质量比例的SiO粉和Tb4O7粉充分研磨混合均匀后作为反应源,SiO和Tb4O7的质量比例为1:0.03~0.09。
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4.根据权利要求2所述的一种Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料的制备方法,其特征在于:所述步骤二中的衬底为Si片或石英片。
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5.根据权利要求2所述的一种Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料的制备方法,其特征在于:所述步骤四中,保护气体的流量为100‑120sccm。
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6.如权利要求2所述一种Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料的制备方法,其特征在于:所述步骤五和步骤六中,反应时间为2‑3h,反应完毕,降温至物理环境为室温时,即关闭Ar,取出石英管及衬底。
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7.根据权利要求2所述的一种Tb 掺杂SiO2纳米线及纳米晶粒材料的制备方法,其特征3+
在于:制备的Tb 掺杂SiO2纳米线主要分布在1140℃温区,直径在200‑300nm范围内,长度达到20μm以上,随沉积温度升高,纳米线长度越来越长,直径越来越小;同时,在1120℃沉积区3+
域的衬底上Tb 掺杂SiO2纳米晶粒尺寸在200nm以内。