电子部件、 光电部件、传感器和光电发生器中的应用，如同部件本身是本文的一个方面。
【附图说明】
[0027] 现参照SEM照片的附图描述本发明的方法和材料的实施例，其中：
[0028] 图1和图2示出了通过实施本发明的方法所制备的片状形式的层状碱式醋酸锌晶 体，图2是在较小的放大倍率下；
[0029] 图3示出了通过实施本发明的方法制备的带形式的层状碱式醋酸锌晶体；
[0030] 图4 (a)至（d)示出了通过在200 °C、400 °C、600 °C和800 °C下退火图1的LBZA片 所制备的ZnO纳米结构的片，其中，小图是在更高的放大倍率下；
[0031] 图5中的（a)和（b)示出了在更高的放大倍率下，在400°C和600°C退火的微晶的 纳米结构，以及
[0032] 图6(&)至（〇示出了通过在110。(：、200。(：、400。(：、600。(：、800。(：和 1000。(：下退火 图3的LBZA带所制备的ZnO纳米结构的带。
【具体实施方式】
[0033] 纳米片
[0034] 实验 1
[0035] 在第一步骤中，LBZA片形式晶体制备如下。
[0036] (1)将13.17g醋酸锌脱水物在室温下（刚刚在20°C下），使用磁力搅拌器溶解于 600ml去离子水中以获得0.1 M浓度的澄清的均匀溶液。pH是5. 2-5. 3。
[0037] (2)在持续搅拌下添加2. 42g的Tris碱以获得均匀的乳状溶液，其是0· 033M Tris 并且具有PH 6.2平0.05,其被发现是用于上述方法的最佳pH。
[0038] (3)将包含于开放式玻璃容器中的混合物置于标准商用微波炉中，然后将其在 900W下操作5分钟。从微波炉中移去现含有可见的闪亮晶体的混合物，在从炉中移去以后， 液体温度是约95°C，并且允许在室温下冷却。
[0039] (4)通过真空过滤来过滤混合物，回收0. 7g的LBZA晶体，用去离子水对其加以洗 涤并使其干燥。SEM照片图1和2中示出了晶体。它们均具有规则的矩形形式。在此实验 中，几乎所有的在最大长度方面均小于5μπι。重要地，产物表现出100%晶体纯度，即，根本 未观察到六角棱柱体"块"。
[0040] 实验 2
[0041] 在上述方法的一个变体中，重复实验1，但在添加 Tris碱以后添加10滴乙醇胺 (约0. 25g)。溶液仍然是乳状的，但不同于实验1，甚至混合物在微波炉中加热以前，晶体形 成开始。
[0042] 通过使用乙醇胺，结果和产物质量与实验1相同，而且晶体的产量增加至0. 9g，在 重复中为0.9至Ig之间变化。然而，在重复的操作中注意到晶体的一些变化，其可能与乙 醇胺的最初添加的确切方式相关。
[0043] 实验 3
[0044] 重复实验1的程序，但增加在微波炉中加热的持续时间：首先到6,然后到7,然后 到 8分钟。发现，产量和产物质量与实验1相同，即上述过程对于加热时间并不是非常敏感。
[0045] 比较实验1
[0046] 使用此处描述的溶液，即0.1 M醋酸锌二水合物、0. 02M硝酸锌六水合物、和0. 02M HMTA作为碱进行上面提及的2012年8月IEEE出版物中描述的方法。发现的是通过加热 2分钟（120秒）可以形成良好质量的矩形LBZA晶体，并且如所描述的通过过滤加以回收。 然而，最大反应容积是60ml。使用较大容积的尝试导致在容器壁处形成形状不好的晶体，而 且处理时间临界性是严重的：如果加热时间超过120秒达20秒，则形成较差晶体。此外，产 量仅是〇. 〇5g，相对小于实验1至3。虽然纯度良好，但不高于约98%，即在SEM图像中可以 看到一些六角形晶体。
[0047] 退火（ZnO纳米结构）
[0048] 来自实验1的片形LBZA晶体在炉中空气中以及在在各种温度下加热。这将LBZA 转化为仍然处于片形式的氧化锌的微晶，如示于图4和5。这种退火本身是已知的。图4和 图5示出了除其它外的退火温度的影响。在约600°C和以上的温度下，ZnO纳米晶体倾向于 烧结，导致可用表面积的一些损失。
[0049] 纳米带
[0050] 实验 4
[0051] (1)如上述实验1描述的，在室温下，将醋酸锌二水合物溶解于玻璃容器中的 600ml去离子水至0.1 M以及将Tris碱加入至0. 033MO。像之前一样，pH是6. 2。
[0052] (2)然后在室温下简单静置反应混合物约8小时。在这段时间期间，带形式（"纳 米带"）的LBZA晶体逐渐形成。
[0053] (3)通过真空过滤回收带形式LBZA晶体并加以洗涤。SEM图像示出于图3。此外， LBZA晶体是形态上纯的，8卩，100%带形式而没有六角形晶体的块。产量是1. 0-1. 2g。
[0054] 已知LBZA带晶体可以形成自醋酸锌水溶液，但不知道的是，通过包括碱，这可以 在室温下进行。
[0055] 溶液静置的时间越长，则带形式晶体生长越长。
[0056] 实验 5
[0057] 实验4用相同的反应混合物重复，但容器在60°C的烘箱中加热。发现在这些条件 下两小时以后，接着在室温下冷却，纳米带与室温下8小时静置以后形成至相同的程度。这 证明可以更快速地获得类似质量的产物，并以用于加热的一些能量为代价。
[0058] 实验 6
[0059] 重复实验4,但如在实验2中，在添加 Tris碱以后添加10滴乙醇胺。发现用于生 长与实验4中相同量的晶体所需要的时间要短得多，达到约1小时（晶体的产量再次是约1 至I. 2g，来自600ml溶液）。在进一步的实验中发现，添加大量乙醇胺的可以缩短带形LBZA 晶体形成的时间甚至至小于1分钟，尽管缩短了带形式的长度。即使是这样，还是维持了高 形态纯度。
[0060] 因为没有必要加热，形成LBZA晶体的此方法是非常有利的，，并且因此并不限制 待制备的容积。
[0061] 退火：来自带形晶体的ZnO纳米结构
[0062] 类似地对于片状晶体，在炉中在空气中和在各种温度下退火回收的纳米带LBZA 晶体。各种退火温度的结果示于图6。
[0063] 因此，我们已公开了新的和有用的方法，由此可以以片或带晶体形式来形成相对 大量的LBZA晶体，其中使用方便的方法，其对加工条件的变化不是敏感的，以及其产生具 有优异的晶体纯度的晶体产物。LBZA产物是可处理的，进而形成具有相应的形态纯度的纳 米晶体氧化锌结构。当在电子产品等中使用纳米晶体氧化锌时，本发明产物中不存在块状 形式晶体（其是与现有技术产物的区别）具有显著实际的优势。
【主权项】
1. 一种从包含锌离子、醋酸根离子、和碱性化合物的反应溶液制备层状碱式醋酸锌 (LBZA)的方法，其中： 醋酸根是在所述反应溶液中用于锌的仅有的抗衡离子；和/或 所述碱性化合物是羟烷基胺；和/或 所述碱性化合物是第一碱性化合物，以及所述反应溶液进一步包含具有比所述第一碱 性化合物更高的pKa的第二碱性化合物。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，醋酸锌是用来形成所述反应溶液的仅有的锌化 合物。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，醋酸根是在所述反应溶液中用于锌的仅有的 抗衡离子，并且所述碱性化合物是羟烷基胺。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述碱性化合物是三（羟甲基）甲 胺。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述反应溶液通过将醋酸锌溶解于 水中形成。6. 根据权利要求5所述的方法，其中，醋酸锌的浓度是0. 01M至0. 3M。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述碱性化合物在25°C下具有的 pKa9〇8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述碱性化合物是第一碱性化合 物，并且所述反应溶液进一步包含具有比所述第一碱性化合物更高的pKa的第二碱性化合 物，并且其中，所述第二碱性化合物在所述第一碱性化合物之后加入至所述反应溶液。9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述碱性化合物是第一碱性化合 物，并且所述反应溶液进一步包含具有比所述第一碱性化合物更高的pKa的第二碱性化合 物，其中，所述第二碱性化合物是羟烷基胺。10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二碱性化合物是乙醇胺。11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述反应溶液具有5. 2至7. 3的 pH。12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述反应溶液具有5. 7至6. 7的 pH〇13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述反应溶液具有6. 1至6. 3的 pH〇14. 根据权利要求1至13中任一项所述的方法，包括使所述反应溶液经受微波照射。15. 根据权利要求14所述的方法，其中，LBZA晶体是纳米片。16. 根据权利要求1至13中任一项所述的方法，包括使所述反应溶液静置。17. 根据权利要求16所述的方法，其中，使所述反应溶液在< 75°C下静置。18. 根据权利要求17所述的方法，其中，使所述反应溶液在< 40°C下静置。19. 根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，所述LBZA晶体是纳米带。20. -种制备ZnO材料的方法，包括通过根据权利要求1至19中任一项所述的方法制 备LBZA晶体，并且随后热分解所述LBZA晶体。21. -种制造电子或半导体基部件的方法，包括通过根据权利要求20所述的方法制备 ZnO材料，以及将所述材料结合至电子或半导体基部件。22. -种LBZA晶体，通过根据权利要求1至19中任一项所述的方法获得。23. -种ZnO材料，通过根据权利要求20所述的方法获得。
【专利摘要】本发明涉及从包含锌离子、醋酸根离子、和碱性化合物的反应溶液制备层状碱式醋酸锌(LBZA)的方法，其中，(i)醋酸根是反应溶液中用于锌的仅有的抗衡离子；和/或(ii)碱性化合物是羟烷基胺；和/或(iii)碱性化合物是第一碱性化合物并且反应溶液进一步包含具有比第一碱性化合物更高的pKa的第二碱性化合物。本发明也涉及由LBZA晶体制备ZnO材料的方法，涉及由这类ZnO材料制造电子或半导体基部件的方法，以及涉及LBZA晶体和材料本身。
【IPC分类】C01G9/02, H01L31/18, C01G9/00
【公开号】CN105408258
【申请号】CN201480040569
【发明人】阿夫申·塔拉特
【申请人】黑达乐格瑞菲工业有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年7月16日
【公告号】EP3022156A1, US20160152486, WO2015008063A1