技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
半导体材料的制备方法，具体是一种直接通过气相法制备碲单晶纳米管的方法，属于半导体
纳米材料及其制备的技术领域。
背景技术
[0002] 碲属于
氧族中的一种稀散元素，具有很高的
电阻系数，是无机非金属元素中金属性最强的且具有逆
磁性。常见的碲主要有两种形态：即无定形碲和晶体碲，晶体碲三方相晶格排列呈螺旋链状结构，有很强的
各向异性，且直接禁带宽仅为0.33eV，具有非线性光学、光电导、偏振性，具有较强的可回收再利用性，一般用作良好的半导体材料，主要应用于
电子、
冶金、化工催化、光电导器件等方面。
[0003]
纳米级半导体材料有许多宏观
块体材料所不具备的特有性质，低维的微纳米结构半导体材料的直径很小，存在着显著的量子尺寸效应，并且由于其形状的各向异性而具有优异的物理、化学特性，已在纳米电子学、纳米
光电子学、超高
密度存储、各种
传感器、扫描探针
显微镜以及隐形材料等方面显示出潜在的应用前景。
[0004] 因此，目前对于碲的合成应用也呈现出低维化趋势，纳米尺寸的三方相碲的制备与性能研究引起了材料学家、化学家们的重视，尤其一维（准一维）碲
纳米晶的制备得到越来越多的关注。近年来，碲纳米材料尤其是一维结构如
纳米线、
纳米带、纳米管的制备方法多为在
水热
基础上发展的
溶剂热及混合溶剂热等液相合成技术。
[0005] 水热法：如2003年，钱逸泰课题组采用水热法，以亚碲酸钠为还原剂，
乙醇和水作为混合溶剂，100摄氏度条件下合成碲管。并且研究了溶液的酸
碱性以及
表面活性剂比如聚乙烯吡咯烷
酮对于产物形貌的影响，参阅New J. Chem.第27卷第1748页。
[0006] 溶剂热法：如2002年，夏幼南研究小组以乙二醇为还原剂，碲酸为相应碲源，采用多元醇回流还原碲酸，制得了尺寸均一的碲纳米管，详细的研究了它的时间演化过程，并提出了生长机理，参阅Adv. Mater.第14卷第279页。2008年，俞书宏课题组以乙二醇为溶剂，二氧化碲为碲源，180摄氏度条件下反应制备碲管，并研究十六烷基三甲基溴化铵以及
纤维素乙酸酯对于碲管形貌的影响，参阅Crystal Growth﹠Design第8卷第1902页。
[0007] 在这些方法中，大都采用水热法、溶剂热法还原高价态的碲化物来制备碲纳米管，而用气相法制备一维（准一维）碲纳米晶的鲜有报导。
[0008] 现代科学和技术需要使用大量功能各异的无机新材料，这些功能材料必须是高纯的，或者是在高纯材料中进行掺杂。但是，我们所熟悉的一些制备方法如高温熔炼、水热、溶剂热等所得产物表面往往有
吸附污染，不利于材料应用。而化学气相法可以在常压或者
真空状态下反应，具有产物纯度高、沉积成膜工艺过程简单、可以有意识的改变和调节反应物的成分和特性，灵活性较大、无
废水废液排放，对环境污染小等优点因而越来越受到大家的关注。
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供一种利用气相法制备一维（准一维）碲纳米晶的方法，采用该方法获得的碲单晶纳米管具有结晶性好，纯度高的特点，该方法操作简单，灵活性较大、无废水废液排放，对环境污染小。
[0010] 本发明的技术方案如下：一种制备碲单晶纳米管的方法，包括如下步骤：使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层
石墨纸，石墨纸上均匀涂有BiCl3乙醇溶液并干燥，将碲化铋粉末置于管式炉中心温区
位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，进行气相反应，气相反应结束，在管式炉下游距中心温区38-50cm处炉管顶部的石墨纸上收集
沉积物碲单晶纳米管。
[0011] 优选的，所述气相反应时间为60-800min。
[0012] 进一步优选的，所述气相反应时间可以是300min。
[0013] 进一步优选的，所述气相反应时间可以是所述气相反应时间为600min。
[0014] 优选的，所述BiCl3乙醇溶液的浓度为0.005-0.05摩尔/升。
[0015] 进一步优选的，所述BiCl3乙醇溶液的浓度为0.01摩尔/升。
[0016] 进一步优选的，所述BiCl3乙醇溶液的浓度为0.05摩尔/升。
[0017] 本发明技术方案中，所述石墨纸上涂布的BiCl3乙醇溶液可以是1 3层。具体操作~是，在石墨纸上均匀涂布一层BiCl3乙醇溶液，干燥，获得涂布1层涂布BiCl3乙醇溶液的石墨纸；再其基础上涂布第二层BiCl3乙醇溶液，干燥，可获得涂布2层BiCl3乙醇溶液的石墨纸；
再在此基础上，再涂布第三层BiCl3乙醇溶液，干燥，可获得涂布3层BiCl3乙醇溶液的石墨纸。
[0018] 与
现有技术相比，本发明的有益效果在于：使用本发明的气相法制备出的单晶碲纳米管，产物结晶性好，纯度高，对环境污染小，本发明方法具有操作简单、制备过程清洁无污染，易于操作、推广的特点，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。
附图说明
[0019] 图1为
实施例1中所得产物的扫描电子显微镜图片。
[0020] 图2为实施例1中所得产物的透射电子显微镜图片。
[0021] 图3为实施例1中所得产物的选区电子衍射图片。
[0022] 图4为实施例1中所得产物的
能量色散
光谱图片。
具体实施方式
[0023] 下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
[0024] 实施例1 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层石墨纸，石墨纸上均匀涂有浓度为0.01摩尔/升的BiCl3乙醇溶液并干燥，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间600分钟，在管式炉下游距中心温区45cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。所得产物的扫描电子显微镜图可以清晰的看到管状结构，如图1所示。其透射电子显微镜图也可以看出管子中间部分比外缘
颜色明显的浅，结合图1扫描电子显微镜图可以说明管子中间部分为空心，如图2所示。选区电子衍射图样可以看出该产物为单晶，如图3所示。能量色散光谱可以看出该产物为碲，如图4所示。
[0025] 实施例2 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层石墨纸，石墨纸上均匀涂有浓度为0.05摩尔/升的BiCl3乙醇溶液并干燥，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间600分钟，在管式炉下游距中心温区45cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。
[0026] 实施例3 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层石墨纸，石墨纸上均匀涂有浓度为0.01摩尔/升的BiCl3乙醇溶液并干燥，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间300分钟，在管式炉下游距中心温区45cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。
[0027] 实施例4 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层石墨纸，石墨纸上均匀涂有浓度为0.01摩尔/升的BiCl3乙醇溶液并干燥，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间600分钟，在管式炉下游距中心温区38cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。
[0028] 实施例5 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层石墨纸，石墨纸上均匀涂有一层浓度为0.005摩尔/升的BiCl3乙醇溶液并干燥，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间800分钟，在管式炉下游距中心温区48cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。
[0029] 实施例6 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层均匀涂布了2层浓度为0.03摩尔/升BiCl3乙醇溶液的石墨纸，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间60分钟，在管式炉下游距中心温区50cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。
[0030] 实施例7 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层石墨纸，石墨纸上均匀涂有浓度为0.04摩尔/升的BiCl3乙醇溶液并干燥，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间400分钟，在管式炉下游距中心温区42cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。
[0031] 实施例8 使用水平管式炉，炉管内贴壁铺一层均匀涂布了3层浓度为0.02摩尔/升的BiCl3乙醇溶液的石墨纸，将商业购买的碲化铋粉末置于管式炉中心温区位置，炉温设置为800℃，通入氩气作为保护气体，反应时间500分钟，在管式炉下游距中心温区40cm处炉管顶部的石墨纸上收集沉积物。
