一种低维稀土硼化物纳米材料及其固相制备方法与流程

本发明涉及纳米材料制备方法，更具体地，涉及一种低维稀土硼化物纳米材料及其固相制备方法。

背景技术：

现有技术中，有三种方法制备低维稀土硼化物纳米材料。

利用化学气相沉积法，使用bcl3气体作为硼源，合成了prb6纳米线和prb6纳米管(thesynthesisofprb6nanowiresandnanotubesbytheself～catalyzedmethod,ceram.int.)。所需要的bcl3气体是危险化学品，吸入、口服或经皮肤吸收对身体有害，可引起化学灼伤。这不可避免地会在人们的安全和环境的污染方面存在隐患，并且会增加了原材料的成本。

利用水热合成的方法，分别以sm、h3bo3、mg和i2固体混合物，经过多步反应及处理步骤获得了smb6纳米线(lowtemperaturesynthesisandelectronictransportoftopologicalinsulatorsmb6nanowires.)。但是这种方法的产物的密度不高、工艺流程较多，这不仅增加了制备周期，而且使得调控产物的形貌和结晶性更加困难。而且所使用的sm的成本过高，同时mg粉性质非常活泼，存在一定的安全隐患。

利用紫外光刻、电子束沉积结合电化学刻蚀或等离子体刻蚀lab6单晶衬底的方法来获得lab6单晶纳米锥阵列(fieldemissioncharacteristicsofsinglecrystallab6fieldemittersfabricatedbyelectrochemicaletchingmethod.)。这种方法一方面使用了lab6单晶作为衬底，原材料成本较高；而另一方面，电化学腐蚀对于衬底存在特定的要求和选择性，而等离子体刻蚀速率较慢，且紫外光刻系统、电子束蒸发系统以及等离子体刻蚀系统的生产设备成本昂贵，不适合于大规模的推广使用，因此在使用的过程中都存在不小的限制。

所以，目前低维稀土硼化物纳米材料的制备工艺在很大程度上束缚了其在微纳电子器件领域的进一步发展。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述缺陷，提供一种低维稀土硼化物纳米材料及其固相制备方法，该方法所需要的原材料均为固相，化学活性弱、成本低且无毒性，对环境友好，工艺流程少，低维稀土硼化物纳米材料生长速度快。该方法可制备得到大面积、高密度、单晶的纳米材料，并有效调控其生长形貌。

本发明的另一目的在于提供一种低维稀土硼化物纳米材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种低维稀土硼化物纳米材料及其固相制备方法，包括以下步骤：

s1催化剂薄膜合成：将催化剂沉积到衬底上；

s2固相源热蒸发沉积：在载气的保护下，将硼源、无水稀土卤化物和衬底置于生长温度为700～1200℃、生长气压为0.1～100kpa下，蒸发、生长0.5～4h，在衬底上获得低维稀土硼化物纳米材料。

反应原理：在高温下，硼源蒸发形成含硼的蒸汽；或者发生氧化还原产生b2o2气体，随后含硼的蒸汽或b2o2气体被载气输运到衬底上方；与高温下蒸发出来的无水稀土卤化物的气体分子混合，反应生成稀土硼化物分子。在步骤s2升温过程中，衬底上的催化剂会融化为催化剂液滴，所生成的稀土硼化物分子不断溶解进入催化剂液滴之中，当催化剂液滴中稀土硼化物的溶解度达到过饱和状态，将沿能量最优方向析出形成低维稀土硼化物纳米结构。所得到的低维稀土硼化物纳米材料是大面积、高密度、单晶稀土硼化物纳米结构的纯净物。

以硼粉、氧化硼粉末和smcl3合成smb6纳米线为例，在反应初期，气态的b、b2o3、smcl3会被催化反应生成的smb6溶入到催化剂液滴中，b和sm原子在过饱和后沿着低能面析出形成smb6颗粒。由于催化剂液滴与衬底的作用力较低，因而会被下面析出生长的smb6颗粒顶起。而随着反应的不断进行，smb6分子将持续溶入催化剂中并不停析出，最终形成一维的纳米线结构。随着生长温度和生长气压的提高，更多的催化剂颗粒将被激活，导致纳米线的密度会随着增大。并且，提高生长温度和生长气压也会加快纳米线的生长速率，从而导致相同生长时间内可以得到比较低温度或气压下更长的纳米线。

进一步地，衬底为硅片、fto玻璃、碳纤维衬底、石墨纸衬底、金属衬底或高熔点有机物衬底。

其中，硅片和fto玻璃为微电子产业常用的衬底材料，碳纤维、石墨纸、金属和高熔点有机物衬底是性能优良的柔性或刚性衬底材料。

所述低维稀土硼化物纳米材料为lab6、smb6、ceb6、ybb6、gdb6或eub6中的一种或几种。

所述催化剂为磁性纳米材料或贵金属纳米材料。

进一步地，所述催化剂为颗粒状或薄膜状。

更进一步地，所述催化剂为颗粒状。

进一步地，在步骤s1中，将上述沉积有催化剂的衬底，在保温温度为500～700℃下，保温处理0.5～1h。

本发明在此提供一种颗粒状催化剂的制备方法：利用磁控溅射、离子束溅射或热蒸发等方式，将催化剂沉积到衬底上。在保温温度为500～700℃下，将上述沉积有催化剂的衬底保温处理0.5～1h。在保温温度为500～700℃下或者在升温到所需的生长温度的过程中，催化剂溶解成催化剂液滴，厚度为0.1～1μm。

对衬底进行保温能够使催化剂充分融化成金属液滴，连续的薄膜裂解为纳米颗粒薄膜。

进一步地，所述磁性纳米为fe、co或ni中的一种或几种，贵金属纳米为au、ag、pd或pt中的一种或几种。

一般情况下，当生长气压为0.1kpa～2kpa时，制备得到纳米带，当生长气压则为10kpa～100kpa时，制备得到纳米线或纳米锥，当气压在2k～10kpa时，制备得到纳米带和纳米线或纳米锥同时存在的混合形貌。

进一步地，无水稀土卤化物为:laf3、lacl3、labr3、lai3、smf3、smcl3、smbr3、smi3、cef3、cecl3、cebr3、cei3、ybf3、ybcl3、ybbr3、ybi3、gdf3、gdcl3、gdbr3、gdi3、euf3、eucl3、eubr3或eui3中的一种或几种。

进一步地，所述生长时间为1～1.5h。

通过控制生长时间，可以实现对于低维稀土硼化物纳米材料的长径比和生长密度的有效调控。

进一步地，所述硼源和无水稀土卤化物与衬底之间的距离分别为1～6cm。

常规情况下，硼源或无水稀土卤化物与衬底之间的距离指的是蒸发后蒸汽的中心距离到衬底的中心距离。

一般情况下，当硼源或无水稀土卤化物与衬底之间的距离均为4～6cm，制备得到纳米带或纳米锥；当混合物与衬底之间的距离均为1～3cm，制备得到纳米线；当末混合物与衬底之间的距离均为3～4cm，制备得到纳米带和纳米线或纳米锥同时存在的混合形貌。

进一步地，所述载气为惰性气体或h2中的一种或几种。

更进一步地，所述载气为惰性气体和h2的混合气，所述混合气中h2的体积分数为1～10％。高温下h2对于催化剂薄膜的处理作用，就是将连续的薄膜裂解为纳米颗粒薄膜，能更好地处理催化剂薄膜，使之成为均匀的催化剂颗粒。同时，氢气有助于氧化硼的还原。

进一步地，所述生长温度为1100℃。

该温度下能够得到大面积、高密度且均匀分布的纳米带薄膜，而且纳米材料的表面十分光滑。

进一步地，硼源与无水稀土卤化物粉末的质量比例为2～4:1～4。

进一步地，所述硼源为硼和氧化硼。

更进一步地，硼、氧化硼与无水稀土卤化物的质量比例为2:2:3。在整个衬底上低维稀土硼化物纳米材料的密度很高，而且其表面十分光滑。

本发明还提供一种由所述制备方法制备得到低维稀土硼化物纳米材料。

该低维稀土硼化物纳米材料的形貌为纳米带、纳米线或纳米锥中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的低维稀土硼化物纳米结构的固相源热蒸发沉积技术能实现大面积、高密度、单晶稀土硼化物纳米结构的可控制备；

通过调整硼源、无水稀土卤化物粉末与衬底之间的距离、生长气压、生长温度，可以在各种柔性和刚性衬底上使用不同催化剂，调控产物的形貌，操作简单；

所使用的生长纳米材料的化学气相沉积设备和制备催化剂的溅射或热蒸发设备的成本低，并且能够利用一步化学反应快速实现纳米材料的制备，适合于大规模的推广使用；

本方案的采用的原料是硼源、无水稀土卤化物，不是易燃易爆的化合物，原材料均为固相，同时稀土卤化物化学活性不强，更加安全，对环境更友好，同时由于化学活性弱，不需要过量添加反应物，也能节约成本。

本方案只需两个步骤，首先是合成催化剂薄膜，其次将固相源热蒸发，沉积在催化剂薄膜上，工艺流程少，制得生长密度很高，且形貌单一。

本方案在0.5～4h内即可生长出低维稀土硼化物纳米材料，生长速率快。

附图说明

图1为碳纤维布上所制备的lab6纳米线薄膜低倍和高倍的扫描电子显微镜图；

图2为典型lab6纳米线的低分辨和高分辨率的透射电子显微镜图；

图3为石墨纸衬底上所制备的smb6纳米带低倍和高倍的扫描电子显微镜图；

图4为典型smb6纳米带的低分辨和高分辨的透射电子显微镜图；

图5为硅衬底上所制备的ceb6纳米线薄膜低倍和高倍的扫描电子显微镜图；

图6为典型ceb6纳米线的低分辨和高分辨率的透射电子显微镜图；

图7为硅衬底上所制备的ybb6纳米带低倍和高倍扫描电子显微镜图；

图8为典型ybb6纳米带的低分辨和高分辨的透射电子显微镜图；

图9为本发明中不同生长时间下的lab6纳米线的扫描电子显微镜图；

图10为本发明中不同生长气压下所制备的smb6纳米材料的典型形貌及对应的x射线衍射谱和拉曼谱；

图11为本发明中不同蒸发源和衬底距离下lab6纳米材料的扫描电子显微镜图及其所对应的x射线衍射谱和拉曼谱；

图12为本发明中不同质量比例下的原材料所制备的lab6纳米材料的典型形貌；

图13为本发明中不同生长温度下所制备的smb6纳米带的扫描电子显微镜图。

图14为本发明对比例1通过化学沉积法合成prb6纳米线的低倍和高倍的扫描电子显微镜图；

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

以下实施例中，保温温度均为700℃，保温时间均为1h。

实施例1

本实施例利用固相制备技术在碳纤维布衬底上合成lab6纳米线薄膜。其制备过程如下。

采用磁控溅射技术，首先在ar气的环境下，在c纤维布衬底上生长一层厚度为10nm左右的ni薄膜作为催化剂。将载有ni薄膜的c纤维布衬底，在ar气和h2(h2:ar＝30sccm:300sccm，下同)的保护下升温至700℃，保温处理1h。然后，将b粉(99.99％)、b2o3粉末(99.99％)和无水lacl3粉末(99％)按质量比2:2:3混合，装载在al2o3反应舟中，将b粉、b2o3粉末和无水lacl3粉末的混合物放置在距离衬底1cm的地方。最后，将上述粉末和衬底在ar气和h2载气的气氛中迅速升温至700℃，生长气压为10kpa，保温0.5h后，则在c纤维布衬底上生长出单一形貌的lab6纳米线薄膜。

图1a为碳纤维布上所制备的lab6纳米线薄膜低倍扫描电子显微镜图，图1b为碳纤维布上所制备的lab6纳米线薄膜高倍扫描电子显微镜图。如图1a，图1b所示，在1000℃所生长出的lab6纳米线的长度分布在10～30μm，平均直径约为50nm，同时图1b与图14a对比，整片碳纤维布上的纳米线的生长密度很高，且图14b中材料的形貌大小不一，从图1a中可以看出，lab6纳米线薄膜形貌单一。

如图2所示，图2a为典型lab6纳米线的低分辨透射电子显微镜图和saed谱(插图)，图2b为典型lab6纳米线的高分辨透射电子显微镜图、以及国际标准x射线粉末衍射数据(jcpds)73～1669号卡片则可证明所制备的lab6纳米线为单晶的立方结构，其生长方向为[111]。

实施例2

利用固相制备技术在石墨纸衬底上合成smb6纳米带薄膜

采用离子溅射技术，首先在ar气的环境下，在石墨纸衬底上生长一层厚度为15nm左右的fe薄膜作为催化剂。将载有fe薄膜的石墨纸布衬底，在ar气和h2的保护下升温至700℃，保温处理1h。然后，将b粉(99.99％)、b2o3粉末(99.99％)和无水smcl3粉末(99％)按质量比1:1:1混合，装载在al2o3反应舟中，将b粉、b2o3粉末和无水smcl3粉末的混合物放置在距离衬底4cm的地方。最后在ar气和h2载气的气氛中迅速升温至700℃，生长气压为0.1kpa，保温4h后则在石墨纸衬底上生长出单一形貌的smb6纳米带薄膜。

用这种固相反应法所制备的smb6纳米带样品的表面形貌如图3所示。图3a为石墨纸衬底上所制备的smb6纳米带低倍扫描电子显微镜图，图3b为石墨纸衬底上所制备的smb6纳米带高倍扫描电子显微镜图，从图中我们可以观察到在1000℃所生长出的smb6纳米带的长度分布在为50～100μm，厚度分布在20～100nm，宽度则分布在5～15μm。同时，整片石墨纸衬底上都均匀分布着表面光滑的纳米带结构。

如图4所示，图4a为典型smb6纳米带的低分辨透射电子显微镜图，图4b为典型smb6纳米带的高分辨透射电子显微镜图和saed谱(插图)以及国际标准x射线粉末衍射数据(jcpds)73～1669号卡片则可证明所制备的smb6纳米带为单晶的立方结构，其生长方向为[110]。

实施例3

利用固相制备技术在si衬底上合成ceb6纳米线薄膜

采用热蒸发技术，首先在ar气的环境下，在si衬底上生长一层厚度为10nm左右的au薄膜作为催化剂。将载有au薄膜的si衬底，在ar气和h2的保护下升温至700℃，保温处理1h。然后，将b粉(99.99％)、b2o3粉末(99.99％)和无水cecl3粉末(99％)按质量比1:1:2混合，装载在al2o3反应舟中，将b粉、b2o3粉末和无水cecl3粉末的混合物放置在距离衬底3cm的地方。最后在ar气和h2载气的气氛中迅速升温至1200℃，生长气压为100kpa，保温2.5h后则在si衬底上生长出单一形貌、表面光滑的ceb6纳米线薄膜。

用这种固相反应法所制备的ceb6纳米线样品的表面形貌如图5所示。图5a为si衬底上所制备的ceb6纳米线薄膜低倍扫描电子显微镜图，图5b为si衬底上所制备的ceb6纳米线薄膜高倍的扫描电子显微镜图，从图中我们可以观察到在1100℃所生长出的ceb6纳米线样品的长度分布在30～50μm，平均直径约为50nm。同时，整片石墨纸衬底上都均匀分布着表面光滑的纳米带结构。

如图6所示，图6a为典型ceb6纳米线的低分辨透射电子显微镜图和saed谱(插图)，图6b为高分辨率透射电子显微镜图、以及国际标准x射线粉末衍射数据(jcpds)73～1669号卡片则可证明所制备的ceb6纳米线样品为单晶的立方结构，其生长方向为[110]。

实施例4

利用固相制备技术在si衬底上合成ybb6纳米带薄膜

采用磁控溅射技术，首先在ar气的环境下，在si衬底上生长一层厚度为10nm左右的ni薄膜作为催化剂。将载有ni薄膜的si衬底，在ar气和h2的保护下升温至700℃，保温处理1h。然后，将b粉(99.99％)、b2o3粉末(99.99％)和无水ybcl3粉末(99％)按质量比1:1:2混合，装载在al2o3反应舟中，将b粉、b2o3粉末和无水ybcl3粉末的混合物放置在距离衬底6cm的地方。最后在ar气和h2载气的气氛中迅速升温至1200℃，生长气压为2kpa，保温1h后则在石墨纸衬底上生长出单一形貌的ybb6纳米带薄膜。

用这种固相反应法所制备的ybb6纳米带样品的表面形貌如图7所示。图7a为si衬底上所制备的ybb6纳米带低倍扫描电子显微镜图，图7b为si衬底上所制备的ybb6纳米带高倍扫描电子显微镜图；从图中我们可以观察到在1100℃所生长出的ybb6纳米带的平均长度约为80μm，厚度分布在30～100nm，宽度则分布在5～10μm，而且表面光滑。同时，图7a与图14a对比，图7a中整片si衬底上都均匀分布着高密度的纳米带结构。

如图8所示，图8a为典型ybb6纳米带的低分辨的透射电子显微镜图和saed谱(插图)，图8b为典型ybb6纳米带的高分辨的透射电子显微镜图、以及国际标准x射线粉末衍射数据(jcpds)73～1669号卡片则可证明所制备的ybb6纳米带为单晶的立方结构，其生长方向为[110]。

实施例5

利用实施例1中的相类似的固相制备技术，在不同生长时间下，si衬底制备lab6纳米材料。

在生长气压为55kpa和生长温度为1100℃，混合物和衬底之间距离为2cm不变的实验条件下，改变生长时间，制备lab6纳米线。

如图9所示：

(1)在生长时间为0.5h时，可以在si基底上制备得到较短长度的lab6纳米线，而且在整个si衬底上纳米线的形貌基本一致，密度较高，其长度基本上分布在7～12μm，如图9a、9b、9c所示。

(2)在生长时间为1h时，可以在si基底上制备得到较大长度的lab6纳米线，而且纳米线在si衬底表面形貌均匀，密度很高，其长度基本上分布在12～18μm，如图9d、9e、9f所示。

(3)当生长时间延长至1.5h时，可以在si基底上制备得到很大长度的lab6纳米线，而且纳米线在si衬底表面形貌均匀，密度非常高，其平均长度达到40μm，如图9g、9h、9i所示。

通过控制生长时间，可以实现对于lab6纳米线的长径比和生长密度的有效调控，最佳的生长时间为1～1.5h。

实施例6

利用实施例1中的相类似的固相制备技术，在不同生长气压下，si衬底制备smb6纳米材料。

在b粉(99.99％):b2o3粉末(99.99％):无水smb6粉末(99％)＝2:2:3，生长时间为1h和生长温度1100℃不变的实验条件下，改变生长气压，来控制smb6纳米结构的生长形貌。

图10本发明中不同生长气压下所制备的smb6纳米材料的典型形貌及对应的x射线衍射谱(xrd)和拉曼(raman)谱，如图10所示:

(1)在生长气压为55kpa时，混合物和衬底之间距离为2cm，可以在si基底上制备得到大面积、高密度的smb6纳米线。同时，在整个si衬底上纳米线的形貌基本一致，其表面十分光滑，而且纳米线从底部到顶部的直径(约50nm)基本不变，如图10a、10b所示。

(2)在生长气压为1kpa时，混合物和衬底之间距离为5cm，可以在si基底上制备得到高密度、形貌单一的smb6纳米带，而且纳米带在si衬底表面十分光滑，密度很高，而且从底部到顶部的宽度基本相同(约8μm)，如图10c、10d所示。

如图10e、10f所示，x射线衍射谱和拉曼谱表明改变生长气压所制备的纳米带和纳米线结构仍然是smb6的单晶立方结构。通过控制生长气压，可以实现对于smb6纳米材料生长形貌的有效调控。

实施例7

利用实施例1中的相类似的固相制备技术，在不同蒸发源和衬底距离下制备lab6纳米材料。

在b粉(99.99％):b2o3粉末(99.99％):无水lab6粉末(99％)＝2:2:3，生长时间为1h和反应温度1100℃，生长气压为60kpa不变的实验条件下，改变混合物和衬底之间距离，来控制lab6纳米结构的生长形貌。如图11所示:

在将b粉(99.99％)、b2o3粉末(99.99％)和无水lacl3(99％)的混合物放置在距离衬底为5cm时，可以在si基底上制备得到大面积、高密度的lab6纳米锥薄膜。同时，在整个si衬底上纳米锥的形貌基本一致，底端的平均直径约为500nm，而顶端的平均直径约为50nm，其表面十分光滑，如图11a、11b、11c所示。

当将b粉(99.99％)、b2o3粉末(99.99％)和无水lacl3(99％)的混合物放置在距离衬底为2cm时，可以在si基底上制备得到高密度、形貌单一的lab6纳米线薄膜。而且纳米线在si衬底表面十分光滑，密度很高，而且从底部到顶部的直径基本不变，约为50nm，如图11d、11e、11f所示。

x射线衍射谱和拉曼谱表明改变衬底和粉末距离所制备的纳米锥和纳米线结构仍然是lab6的单晶立方结构。通过衬底和粉末之间的距离，可以实现对于lab6纳米材料生长形貌的有效调控，如图11g、11h所示。

实施例8

利用实施例1中的相类似的固相制备技术，在不同原材料比例下制备lab6纳米材料。

在生长时间为1h和反应温度1100℃，生长气压为60kpa，混合物和衬底之间距离为4cm不变的实验条件下，改变原材料质量比例来生长lab6纳米锥薄膜。如图12所示:

(1)当b粉(99.99％):b2o3粉末(99.99％):无水lacl3粉末(99％)＝2:2:3时，可以在si基底上制备得到大面积、分布均匀的lab6纳米线薄膜。同时，在整个si衬底上纳米线的密度很高，纳米线的平均长度约为15μm，平均直径约为50nm，而且其表面十分光滑，如图12a、12b、12c所示。

(2)当b粉(99.99％):无水lacl3粉末(99％)＝2:1时，可以在si基底上制备得到密度较低的lab6纳米线薄膜，并且纳米线在si片上的分布不均匀。同时，纳米线的平均长度约为15μm，平均直径约为50nm，但是其表面十分粗糙，如图12d、12e、12f所示。

(3)当b2o3粉末(99.99％):无水lacl3粉末(99％)＝2:1时，可以在si基底上制备得到密度更低的lab6纳米线薄膜，并且纳米线在si片上的分布非常不均匀。同时，纳米线的平均长度约为15μm，平均直径约为50nm，但是其表面十分粗糙且出现明显的褶皱型起伏，如图12g、12h、12i所示。

通过控制原材料的比例，可以实现对于lab6纳米线生长密度、生长形貌和结晶性的有效调控。最佳的原材料质量比例为b粉:b2o3粉末:无水lacl3粉末＝2:2:3。

实施例9

利用实施例1中的相类似的固相制备技术，在不同生长温度下制备smb6纳米带。

在b粉(99.99％):b2o3粉末(99.99％):无水smcl3粉末(99％)＝2:2:3，生长时间为1h，生长气压为300pa，混合物和衬底之间距离为6cm不变的实验条件下，改变生长温度，来制备smb6纳米锥，如图13所示:

(1)在生长温度为1000℃时，可以在si基底上制备得到smb6纳米带薄膜。但是在整个si衬底上，纳米带薄膜中或掺杂有部分的纳米线。同时纳米带的平均长度约为20μm，平均宽度约为1μm，而且纳米带的边缘呈锯齿状形貌，如图13a、13b、13c所示。

(2)在生长温度提高至1100℃时，可以在si基底上制备得到大面积、高密度且均匀分布的smb6纳米带薄膜。同时，纳米带的平均长度约为60μm，而平均宽度约为3μm，而且纳米带的表面十分光滑，如图13d、13e、13f所示。

通过控制生长温度，可以实现对于smb6纳米线生长表面的有效调控。最佳生长温度为1100℃。

对比例1

首先，将硅片切成1*1cm²，厚度为1毫米的小块作为衬底。其次，金属pr粉末(纯度99.99％)覆盖在si衬底上，然后放入石英管中反应，将温度升至1080℃。在载气(30％h2和70％ar)流量为80sccm的保护下，稳定bcl3气体流量，5分钟后，将石英管冷却至室温。然后用稀盐酸洗涤产物蒸馏水数次以消除杂质。最后，在80℃下真空干燥4小时后，发现一层灰色产品沉积在si衬底上得到了prb6纳米线。如图14a和图14b所示，prb6纳米线直径为10～100nm，长度为2～10μm。

对比例1使用bcl3气体作为硼源，合成了prb6纳米线。所需要的bcl3气体是危险化学品，这不可避免地会在人们的安全和环境的污染方面存在隐患，并且会增加了原材料的成本。

综上所述，本方案所采用的原料是硼源、无水稀土卤化物，均为固相，同时稀土卤化物化学活性不强，更加安全，对环境更友好，同时由于化学活性弱，不需要过量添加反应物，也能节约成本。本方案只需两个步骤，首先是合成催化剂薄膜，其次将固相源热蒸发，沉积在催化剂薄膜上，工艺流程少，制得生长密度很高，且形貌单一。本方案在0.5～4h内即可生长出低维稀土硼化物纳米材料，生长速率快。从而制备得到大面积、高密度、单晶的低维稀土硼化物纳米材料。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。