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)管式爐實現(xiàn)了一維納米氧化鎂的可控生長;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)的形成機理和光學性能進行了初步的分析探討。具體來說，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℃，同時生長溫度為850℃-1100℃時，均可生長出MgO納米結(jié)構(gòu)。然而，只有當源溫度

2、在800℃以下，同時生長處溫度在900℃以上時，才能生長出MgO一維納米材料。不同條件下生長出不同形貌的MgO納米材料，這可以用不同條件下的過飽和蒸汽壓來解釋。
　　2.立方ZnxMg1-xO納米材料的制備與表征
　　(1)我們發(fā)現(xiàn)當蒸發(fā)源溫度在620℃-800℃的范圍內(nèi)，可以生長出立方相ZnxMg1-xO納米材料，并且生長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，我們詳細討論了在蒸發(fā)源溫度

3、為760℃，生長溫度為1100℃時，生長的“十”字型立方相ZnxMg1-xO納米結(jié)構(gòu)材料。通過詳細的形貌、結(jié)構(gòu)、發(fā)光性能以及理論計算的研究，確定我們實現(xiàn)了超高鎂含量的ZnxMg1-xO納米結(jié)構(gòu)的生長，其鎂元素的含量為77at％。并且，我們提出了該納米結(jié)構(gòu)的生長機理: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)上生長出高鎂含量“十”字型立方相ZnxMg1-xO納米結(jié)構(gòu)。理論計算進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)的生長與表征
　　(1)發(fā)現(xiàn)鎂粉和生長室壓力對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)首先我們通過對比試驗得到了該形貌納米結(jié)構(gòu)的形成機理:源處氧化物的覆蓋作用，加上生長完成后生長參數(shù)的繼續(xù)保持。接著，我們利用PL和CL對該納米結(jié)構(gòu)的光學性能進行了研究。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現(xiàn)象，而形成這種現(xiàn)象可能與