ZnO有序微結構的實現方法.pdf

1、膠體晶體是由尺寸均勻、形狀一致、化學組成相同的單分散膠體顆粒，組裝而成的有序周期結構材料。由于膠體顆粒的有序性周期排列，在光子晶體、光開關、有序孔狀功能材料等方面有廣闊的應用前景。目前組裝膠體晶體所用到的膠體粒子主要有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化硅。氧化鋅（ZnO）是一種直接帶隙寬禁帶半導體材料（禁帶寬度為3.37eV），具有較高的折射率（2.1～2.2），同時它還具備許多優(yōu)良的光學性質。制備單分散的ZnO膠體球顆粒，組裝有序微結

2、構的ZnO膠體晶體，有利于進一步拓展膠體晶體的應用。
　　微米管狀結構的直徑一般在1~10μm之間，由于其具有獨特的管狀結構和很高的比表面積，以及良好的力學性能、化學穩(wěn)定性、單分散性和可操作性。在電子學、生物醫(yī)學、化學、材料學和微電機系統等眾多領域都具有極大的潛在應用價值。近些年來，人們對ZnO低維材料結構的研究主要側重于納米線、納米棒、納米管和納米帶這些納米結構的研究，對ZnO的微米管狀結構的研究相對較少。
　　本文在總結

3、膠體晶體和微米管研究現狀的基礎上。利用上清液制備了單分散ZnO膠體球懸浮液，通過重力場下的自組裝，使用ZnO膠體球在基片上組裝了有序微結構的ZnO膠體晶體。采用水熱法，使用前驅物乙酸鋅在生長有ZnO膠體球的玻璃基片上，結晶生長了六棱管狀結構ZnO。本文的主要研究工作和結果如下：
　　1.研究了加入上清液對制備單分散 ZnO膠體球懸浮液的重要性，制備了尺寸均勻、形狀一致的ZnO膠體球?？疾炝藨腋∫褐衂nO膠體球粒子的生長過程，并對Z

4、nO膠體球粒子的生長機理進行了討論。
　　2.研究了不同上清液量對ZnO膠體球尺寸的影響。通過改變加入的上清液量，可以控制膠體球粒徑的大小。
　　3.對ZnO膠體晶體的透射譜測試表明，組裝的膠體晶體具有光子禁帶特性，證實了膠體晶體微觀上的有序排列。隨著ZnO膠體晶體球尺寸的增加，透射峰峰位向長波長方向移動，透射峰峰位與膠體球尺寸成正比。
　　4.使用單一前驅物乙酸鋅，制備了結晶良好、尺寸均勻的六棱管狀結構 ZnO微米管