鋅片直接水熱腐蝕法制備氧化鋅納米結(jié)構(gòu)及其發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、ZnO是一種新型的Ⅱ-Ⅵ族直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料，ZnO納米材料兼具納米材料特性和半導(dǎo)體材料兩方面的獨(dú)特性質(zhì)，在液晶顯示器、太陽能電池、功能纖維、污水處理、光催化和紫外發(fā)光器件等領(lǐng)域表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。最近幾十年來，關(guān)于ZnO納米材料，在制備方面的研究已取得了巨大的進(jìn)步，但仍存在很多問題需要解決。目前，ZnO納米材料的形貌和微結(jié)構(gòu)的有效控制及其光學(xué)性質(zhì)的調(diào)控是研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　 本文主要以ZnO納米結(jié)構(gòu)的形貌調(diào)控和發(fā)

2、光性質(zhì)為研究對(duì)象，采用水熱法在低溫、無污染的情況下制備出ZnO納米棒、納米片、納米管、納米鉛筆和納米花，并研究了影響ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌、結(jié)構(gòu)和性能的一些相關(guān)因素，主要包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等。最后，我們用X射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對(duì)所制備出的不同形貌納米ZnO進(jìn)行表征并用熒光光譜儀探討了納米ZnO的發(fā)光特性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容歸納如下：
　　 1，發(fā)展了一種簡(jiǎn)單方便低能耗的ZnO納米結(jié)構(gòu)合成手段：僅僅以水和

3、Zn片為原料，在不使用任何表面活性劑的前提下，獲得了形貌可控的ZnO納米材料，包括納米棒、納米鉛筆、納米管和納米花。結(jié)果表明ZnO為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，且反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)其結(jié)晶質(zhì)量和形貌起著關(guān)鍵作用。室溫下樣品PL譜在392nm附近有一個(gè)很強(qiáng)的紫外發(fā)光峰和532nm附近的一個(gè)相對(duì)較弱的綠光峰。此外，部分樣品還被觀測(cè)到一個(gè)中心波長在473nm的藍(lán)光的發(fā)光峰。
　　 2，采用水熱腐蝕的方法獲得了一種PVP/ZnO復(fù)合納米結(jié)構(gòu)：在使用

4、PVP（聚乙烯基吡咯烷酮）作為表面活性劑，采用水熱直接腐蝕Zn片方法，制備出了納米片狀的ZnO結(jié)構(gòu)，所得樣品仍是六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)。其室溫下的PL光譜圖中只顯示出了一個(gè)很強(qiáng)的紫外發(fā)光峰，發(fā)光中心在380nm處，而沒有出現(xiàn)其他的發(fā)光峰。我們推測(cè)可能的原因是PVP有助于ZnO納米結(jié)構(gòu)結(jié)晶質(zhì)量的提高，獲得了高質(zhì)量的無任何缺陷的ZnO納米結(jié)構(gòu)。
　　 3，獲得了一種自支撐結(jié)構(gòu)的ZnO納米陣列結(jié)構(gòu)：采用后續(xù)低溫退火的方法將剩余的Zn進(jìn)行氧化，