ZnO和ZnS一維納米結構的生長與性能研究.pdf

1、本文以ZnO和ZnS一維納米材料為研究對象，在深入了解國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，采用化學氣相沉積法(CVD)制備ZnO和ZnS一維納米材料，重點研究實驗條件如前驅體種類及配比、加熱溫度和襯底位置對合成產物的影響。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)分析合成產物形貌和微觀結構，揭示其生長機理并通過陰極射線熒光(CL)技術研究幾種典型納米結構的發(fā)光特性。以ZnS為主要前驅體材料，通過高溫加熱反應和控制實

2、驗反應條件，在鍍金Si襯底上獲得以ZnO納米線為主的多種納米結構，納米線生長末端可以明顯看到催化劑顆粒，表明ZnO納米線以典型的VLS機制生長。CL光譜分析發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線在380nm和517nm處有兩個強發(fā)光峰，分別為紫外發(fā)光和綠色可見發(fā)光。當在ZnS前驅體中摻入P2O5，產物形貌會隨著P2O5摻入量的增加向ZnS納米帶結構演變，當P∶Zn∶ZnS的摩爾比為6∶1∶10時，合成產物中ZnS納米帶所占比例最大，結構最優(yōu)良。透射電鏡分析

3、表明ZnS納米帶以VS機制生長，長度沿[0001]方向生長，寬度沿[01-10]方向生長。光學性能研究發(fā)現(xiàn)，ZnS納米帶在341nm處有很強的紫外發(fā)光，而在530nm處的綠色可見發(fā)光相對較弱。在以上實驗基礎上，我們仍采用ZnS粉末為前驅體，將生長溫度加熱到1000℃，在前驅體附近襯底上獲得大量三角狀ZnO納米片結構。形貌和結構分析顯示，三角狀ZnO納米片表面非常光滑，寬為2～3μm，高為5～7μm，頂端有Au顆粒，其生長可確定為沿軸向[