ZnO和ZnS一維納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)與性能研究.pdf

1、本文以ZnO和ZnS一維納米材料為研究對(duì)象，在深入了解國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備ZnO和ZnS一維納米材料，重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)條件如前驅(qū)體種類(lèi)及配比、加熱溫度和襯底位置對(duì)合成產(chǎn)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(chǎn)物形貌和微觀結(jié)構(gòu)，揭示其生長(zhǎng)機(jī)理并通過(guò)陰極射線熒光(CL)技術(shù)研究幾種典型納米結(jié)構(gòu)的發(fā)光特性。以ZnS為主要前驅(qū)體材料，通過(guò)高溫加熱反應(yīng)和控制實(shí)

2、驗(yàn)反應(yīng)條件，在鍍金Si襯底上獲得以ZnO納米線為主的多種納米結(jié)構(gòu)，納米線生長(zhǎng)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(jī)制生長(zhǎng)。CL光譜分析發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線在380nm和517nm處有兩個(gè)強(qiáng)發(fā)光峰，分別為紫外發(fā)光和綠色可見(jiàn)發(fā)光。當(dāng)在ZnS前驅(qū)體中摻入P2O5，產(chǎn)物形貌會(huì)隨著P2O5摻入量的增加向ZnS納米帶結(jié)構(gòu)演變，當(dāng)P∶Zn∶ZnS的摩爾比為6∶1∶10時(shí)，合成產(chǎn)物中ZnS納米帶所占比例最大，結(jié)構(gòu)最優(yōu)良。透射電鏡分析

3、表明ZnS納米帶以VS機(jī)制生長(zhǎng)，長(zhǎng)度沿[0001]方向生長(zhǎng)，寬度沿[01-10]方向生長(zhǎng)。光學(xué)性能研究發(fā)現(xiàn)，ZnS納米帶在341nm處有很強(qiáng)的紫外發(fā)光，而在530nm處的綠色可見(jiàn)發(fā)光相對(duì)較弱。在以上實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，我們?nèi)圆捎肸nS粉末為前驅(qū)體，將生長(zhǎng)溫度加熱到1000℃，在前驅(qū)體附近襯底上獲得大量三角狀ZnO納米片結(jié)構(gòu)。形貌和結(jié)構(gòu)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(zhǎng)可確定為沿軸向[