水浴法制備一維ZnO納米材料及其性能研究.pdf

1、本文采用水浴法，以Znq(NO3)2和(CH2)6N4的混合溶液為反應(yīng)生長(zhǎng)溶液，在硅襯底和經(jīng)過(guò)表面處理的硅襯底上制備出了不同形貌的一維ZnO納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)改變生長(zhǎng)條件，實(shí)現(xiàn)了ZnO納米結(jié)構(gòu)的可控生長(zhǎng)。通過(guò)改變反應(yīng)溶液濃度、生長(zhǎng)時(shí)間、生長(zhǎng)溫度、溶液pH值和襯底材料，制備出了納米棒、納米棒陣列、納米顆粒、納米片、納米管等ZnO納米結(jié)構(gòu)。采用XRD、SEM、EDS等分析測(cè)試手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、表面形貌和成分進(jìn)行了表征，并討論了ZnO納米結(jié)構(gòu)的生

2、長(zhǎng)機(jī)理。 通過(guò)對(duì)ZnO納米棒陣列的XRD分析及PL譜測(cè)試，討論了退火前后、摻Al3+和摻Co2+對(duì)ZnO納米棒陣列的晶體結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光性能的影響。分析表明退火、摻Al3+和摻Co2+后，樣品特征發(fā)光峰的強(qiáng)度都增大，隨著摻雜濃度的增大，特征發(fā)光峰都呈現(xiàn)出了先增大后減小的趨勢(shì)，且出現(xiàn)了紅移。并且Co2+摻雜比Al3+摻雜能更有效的提高ZnO納米棒陣列的可見(jiàn)光發(fā)光強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)ZnO晶體結(jié)構(gòu)的分析，詳細(xì)的闡述了紫外和藍(lán)光發(fā)光峰產(chǎn)生的機(jī)制

3、，并解釋了發(fā)光峰紅移的原因，為下一步制備基于ZnO納米棒陣列的光學(xué)器件提供了一定的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。 對(duì)不同溶液濃度下和不同襯底上制備出的ZnO納米棒陣列進(jìn)行了場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試，當(dāng)反應(yīng)溶液濃度為0.01mol/L時(shí)，ZnO納米棒之間的屏蔽效應(yīng)減弱，具有較強(qiáng)的電子發(fā)射能力。對(duì)硅襯底進(jìn)行噴金或鍍銅處理后，能提供更多的發(fā)射電子和良好的導(dǎo)電通道，能大大提高樣品的場(chǎng)發(fā)射能力。通過(guò)SEM和光斑測(cè)試討論了影響樣品場(chǎng)發(fā)射性能的關(guān)鍵因素，提出了增強(qiáng)場(chǎng)