水熱法制備納米ZnO晶體及其發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展迅猛，計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備日新月異，新型光電材料作為其載體，受到科研工作者空前關(guān)注。納米ZnO室溫下帶隙寬度3.37eV，激子束縛能60meV，在短波長(zhǎng)發(fā)光器件、壓電傳感器、透明導(dǎo)電極、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景。納米ZnO形貌豐富，如量子點(diǎn)、納米線、納米棒、納米管、納米環(huán)以及量子阱等，隨著結(jié)構(gòu)的不同，納米ZnO表現(xiàn)出許多優(yōu)異的光電性能，因此，納米ZnO可控生長(zhǎng)具有重要意義。本文以獲得不同形貌的納米ZnO材料為出

2、發(fā)點(diǎn)，以典型形貌的可控制備為重點(diǎn)，進(jìn)一步研究其微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)的關(guān)系。
　　 首先，概述納米ZnO材料的研究進(jìn)展，簡(jiǎn)要介紹納米ZnO材料的各種制備方法，比較各種方法之間的優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)介紹本小組采用低溫水熱法，在此基礎(chǔ)上添加多種可溶性離子鹽，制備不同形貌的納米ZnO顆粒。以六水硝酸鋅(Zn(NO3)2·6H2O)和六甲基四胺(C6H12N4)的混合水溶液為母液，添加多種可溶性離子鹽(NaCl,、NaF、KCl,、C6H5Na3O

3、7、Na2SO4、K2SO4，、NiNO3Na2CH3COOH、Na2CO3等)，控制反應(yīng)溫度和離子鹽的濃度，分別得到六棱柱狀、花狀、球狀、帶狀、片狀等形貌納米ZnO晶體。通過改變實(shí)驗(yàn)條件，研究離子鹽種類、濃度、溫度等制備工藝參數(shù)對(duì)形貌生長(zhǎng)的影響。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果后得出結(jié)論：可溶性離子鹽的引入，對(duì)納米ZnO的形貌生長(zhǎng)有重要影響，利用此方法有望實(shí)現(xiàn)納米ZnO形貌的可控生長(zhǎng)。
　　 其次，納米ZnO材料的光電性能與其生長(zhǎng)過程和結(jié)晶質(zhì)量有

4、著密切的聯(lián)系。利用多種表征手段對(duì)不同形貌的納米ZnO材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合晶體結(jié)晶成核理論，分析樣品生長(zhǎng)機(jī)理和缺陷來(lái)源。通過測(cè)量各種形貌納米ZnO的拉曼圖譜，分析各個(gè)樣品特征峰的強(qiáng)度，位置和峰位的移動(dòng)，達(dá)到對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。通過測(cè)量各種形貌納米ZnO的光致發(fā)光譜，對(duì)發(fā)光峰的強(qiáng)度，位置和峰位的移動(dòng)，結(jié)合發(fā)光理論，定性分析表明，晶體內(nèi)的缺陷類型主要為氧空位，氧空位的濃度不同造成發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化，同時(shí)，摻入的離子鹽種類不同，缺陷的包裹環(huán)境不