两步法制备超疏水性ZnO纳米棒薄膜 - 公茂刚 - 图文-.doc

两步法制备超疏水性ZnO纳米棒薄膜*公茂刚许小亮­曹自立刘远越朱海明(中国科学院中国科学技术大学结构分析重点实验室,合肥230026(中国科学技术大学物理系,合肥230026(2007年12月27日收到;2008年8月13日收到修改稿采用两步法制备了超疏水性ZnO纳米棒薄膜,在用磁控溅射在普通玻璃衬底上生长一层ZnO籽晶层基础上,利用液相法制备了空间取向高度一致的ZnO纳米棒阵列,,用接触角测量仪测出水滴在ZnO纳米棒薄膜表面的接触角为151b?015b,:ZnO纳米棒,超疏水,:6810C,6845,6840*国家自然科学基金(批准号:50472008、安徽省自然科学基金(批准号:070414187和国家基础科学人才培养基金(批准号:J0630319资助的课题.­-mail:******@,也是最为常见的一类界面现象,它是由表面的微观几何结构和表面的化学组成共同决定的[1].浸润性不仅直接影响自然界中动、植物的各种生命活动,而且在人类的日常生活、,人们通常把接触角小于90b的固体表面称为亲水表面,大于90b的表面称为疏水表面,,最近几年引起了人们广泛的研究兴趣[211].通过对荷叶等具有超疏水性植物叶子的研究表明[12],超疏水性界面的获得主要决定于两个方面,一是固体表面形貌,,室温下带隙为3137eV、激子束缚能为60meV,使其在紫外可见区域成为优异的光电材料,在传感器、电容器、半导体激光器、荧光材料、吸波材料以及导电材料等诸多领域有着广泛的应用[1315].最近Guo等[16]利用so-lgel法生长的ZnO纳米棒薄膜,-lgel法生长ZnO纳米棒薄膜,需要先制备前躯体、水解前躯体形成胶体颗粒,再将形成的胶体收集起来形成溶胶,然后用旋涂法[17]将制备好的溶胶分几次旋涂到衬底上,在每一次旋涂完后退火,目的是为了增加黏附性和晶粒取向,,重复率不高[18].本文用两步法制备出了ZnO纳米棒薄膜,即用磁控溅射在普通玻璃衬底上生长一层ZnO籽晶层基础上,利用液相法制备空间取向高度一致的ZnO纳米棒阵列,,,在去离子水中超声5min,,衬底温度为室温,溅射功率100W,生长速率为1!Ps,镀膜时间为100s,在400e下退火1h备用;将醋酸锌013293g加入60ml去离子水中搅拌,然后将六亚甲基四氨012103g加入搅拌,,最后放入恒温槽中,,因为竖直放第58卷第3期2009年3月1000-3290P2009P58(03P1885-,,March,,纳米棒只能靠吸附溶液中的ZnO来进行生长,如图1(a所示,,不但纳米棒可以吸附溶液中的ZnO,而且溶液中的ZnO在重力的作用下沉积到纳米棒之间的空隙中,使纳米棒黏附在一起,如图1(b所示,,(a垂直放置及(b水平放置时的生长机理(1表示吸附生长,2表示重力沉积生长将制备好的长有ZnO纳米棒的衬底先放入浓度为015molPL的NaOH溶液中浸泡5min,用去离子水冲洗,(heptadecafluorodecyltrimethoxy-silane,十七氟癸脂三甲基色氨酸硅烷浓度为2%的甲苯溶液中修饰24h,,测得最佳静态接触角为151b?015b,,[19]和Cassie模型[20]