復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的合成與表征.pdf

1、ZnO、SnO2、In2O3作為優(yōu)異的寬禁帶半導(dǎo)體材料，在光電領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景，成為近來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。其中，ZnO/SnO2、ZnO/In2O3等復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的研究，受到越來(lái)越多的關(guān)注。
　　本文采用共熱蒸發(fā)法，分別以ZnO/In2O3、ZnO/SnO2混合粉末為原料，制備出了多種形貌的復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜儀（EDS）、透射電子顯微鏡（TEM）、顯微拉曼/光致發(fā)光光譜儀等手段，對(duì)合

2、成產(chǎn)物的形貌、成分、晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行表征，并探討了合成產(chǎn)物的生長(zhǎng)機(jī)理。本文的主要結(jié)果如下：
　　1）以ZnO/In2O3混合粉末為原料，在Al2O3與Si?111?基片上，生長(zhǎng)出了ZnO/In2O3復(fù)合氧化物納米環(huán)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)中合成的納米環(huán)分為兩類，一種是納米環(huán)的上下表面為極性面，另一種是納米環(huán)的內(nèi)外表面為極性面。納米環(huán)的生長(zhǎng)機(jī)理均為氣固生長(zhǎng)機(jī)理, ZnO與In2O3在高溫下蒸發(fā)，分解成Zn、In、O等氣相物。在低溫

3、下氣相物重新氧化復(fù)合，形成側(cè)面為極性面的納米帶，納米帶再按照不同的方向繞成納米環(huán)。光致發(fā)光光譜表明，納米環(huán)在373-380nm區(qū)域內(nèi)有很強(qiáng)的紫外峰，而在可見光區(qū)域發(fā)光峰較弱。
　　2）以ZnO/SnO2混合粉末為原料，在Al2O3基片上，生長(zhǎng)了形狀各異的ZnO/SnO2復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)，如納米梳、納米線、納米電纜結(jié)構(gòu)。不同納米結(jié)構(gòu)的形成與初始的ZnO/SnO2原料配比有關(guān)。其中，納米梳、納米線是以Sn為催化劑按照氣液固生長(zhǎng)機(jī)制生

4、長(zhǎng)的，而納米電纜結(jié)構(gòu)是按照氣固生長(zhǎng)機(jī)制生長(zhǎng)的。通過(guò)EDS、拉曼、TEM等手段的分析，發(fā)現(xiàn)合成出以ZnO為芯、Zn2SnO4為鞘的納米電纜結(jié)構(gòu)，ZnO的生長(zhǎng)方向?yàn)?0001>方向，ZnO芯與Zn2SnO4鞘之間晶面位向外延生長(zhǎng)關(guān)系為：Zn2SnO4(-110)||ZnO(-1210)，Zn2SnO4(111)||ZnO(0001)。光致發(fā)光光譜表明，ZnO/SnO2納米線除了在380.732nm附近有很強(qiáng)的紫外峰外，在可見光區(qū)域還有很強(qiáng)的