基于ZnO-MgO體系的納米材料制備與表征研究.pdf

1、本文首先利用雙溫區(qū)管式爐實(shí)現(xiàn)了一維納米氧化鎂的可控生長(zhǎng);在此基礎(chǔ)上，我們首次制備出了立方相高鎂含量ZnxMg1-xO“十'字型納米材料;此外，我們還對(duì)一種特殊形貌的-六角螺釘狀-氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和光學(xué)性能進(jìn)行了初步的分析探討。具體來(lái)說(shuō)，本文的主要內(nèi)容包括:
　　1.MgO一維納米結(jié)構(gòu)的制備與表征
　　我們發(fā)現(xiàn)源溫度在580℃-900℃，同時(shí)生長(zhǎng)溫度為850℃-1100℃時(shí)，均可生長(zhǎng)出MgO納米結(jié)構(gòu)。然而，只有當(dāng)源溫度

2、在800℃以下，同時(shí)生長(zhǎng)處溫度在900℃以上時(shí)，才能生長(zhǎng)出MgO一維納米材料。不同條件下生長(zhǎng)出不同形貌的MgO納米材料，這可以用不同條件下的過(guò)飽和蒸汽壓來(lái)解釋。
　　2.立方ZnxMg1-xO納米材料的制備與表征
　　(1)我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)蒸發(fā)源溫度在620℃-800℃的范圍內(nèi)，可以生長(zhǎng)出立方相ZnxMg1-xO納米材料，并且生長(zhǎng)的材料與源溫度之間具有一定的變化規(guī)律。
　　(2)在第一部分的基礎(chǔ)上，我們?cè)敿?xì)討論了在蒸發(fā)源溫度

3、為760℃，生長(zhǎng)溫度為1100℃時(shí)，生長(zhǎng)的“十”字型立方相ZnxMg1-xO納米結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)詳細(xì)的形貌、結(jié)構(gòu)、發(fā)光性能以及理論計(jì)算的研究，確定我們實(shí)現(xiàn)了超高鎂含量的ZnxMg1-xO納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)，其鎂元素的含量為77at％。并且，我們提出了該納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理:即首先形成低鎂含量的六方相ZnxMg1-xO仔晶層，后再在該仔晶層的基礎(chǔ)上生長(zhǎng)出高鎂含量“十”字型立方相ZnxMg1-xO納米結(jié)構(gòu)。理論計(jì)算進(jìn)一步給出了該種立方相ZnxMg1

4、-xO的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的特征。
　　3.六角螺釘狀ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)與表征
　　(1)發(fā)現(xiàn)鎂粉和生長(zhǎng)室壓力對(duì)此條件下形成這種特殊形貌氧化鋅納米結(jié)構(gòu)具有重要的作用。
　　(2)首先我們通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)得到了該形貌納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理:源處氧化物的覆蓋作用，加上生長(zhǎng)完成后生長(zhǎng)參數(shù)的繼續(xù)保持。接著，我們利用PL和CL對(duì)該納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能進(jìn)行了研究。我們發(fā)現(xiàn)這種形貌的氧化鋅納米六角螺釘具有特殊的光學(xué)現(xiàn)象，而形成這種現(xiàn)象可能與