摻Cd納米ZnO的制備及其性能研究.pdf

1、ZnO納米材料由于具有優(yōu)異的性能而備受人們的廣泛關(guān)注。臺成形貌、化學(xué)成份、晶體結(jié)構(gòu)可控身ZnO自米材料是實現(xiàn)其應(yīng)用的關(guān)鍵。為了實現(xiàn)ZnO在光電設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用．必須攻克P-型摻雜和能帶調(diào)整這兩個難題。研究表明，通過摻雜Cd可實現(xiàn)其能帶調(diào)整。
　　 本文通過熱蒸發(fā)法制備了Znl-xCdxO準一維納米材料，并利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM，Hitachi S-4700)，X射線衍射儀(XRD，Rigaku D/max—RB)，X

2、射線能譜分析(EDX)，X射線光電子能譜(XPS Omicron：EAC2000-125 Mg‰(1253.6eV))，高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM，CM200-FEG)，熒光光譜儀(PL，Renishaw-1000)(以He-Cd激光器作為激光發(fā)射源，激光的波長為325 nm)等設(shè)備對樣品的形貌、結(jié)構(gòu)、組成以及光學(xué)性能進行了表征和研究，本文的主要研究內(nèi)容包括：對原位合成的Znl+tCdxO納米結(jié)構(gòu)的形貌、組織結(jié)構(gòu)、成分等進行研究；

3、對Znl-xCdxO納米結(jié)構(gòu)的形成機理進行研究，并探討了催化劑金(Au)、O2的平衡分壓、Cd的摻入等因索對Zn1-xCdxO納米材料結(jié)構(gòu)的形貌的影響：對樣品的室溫光致發(fā)光光譜(PL)進行了研究，Cd摻雜對納米ZnO的帶隙的調(diào)整作用進行深入分析。
　　 通過以上內(nèi)容的研究，本文取得如下創(chuàng)新性結(jié)果：
　　 (1)通過熱蒸發(fā)法成功制各了單晶荊棘狀Znl-xCdxO一維納米結(jié)構(gòu)，樣品由大量的荊棘狀納米結(jié)構(gòu)和少量的具有光滑表面納

4、米棒組成。荊棘狀納米結(jié)構(gòu)樣品的直徑比較均一，約為100 nm，而長度可達幾微米。荊棘狀Znl-xCdxO納米結(jié)構(gòu)的主干兩側(cè)長有小刺，小刺的直徑約為10 nm，長度約為50～80 nm。小刺都垂直于中央主干生長，并且表面比較粗糙。
　　 (2)荊棘狀Zn1-xCdxO～維納米結(jié)構(gòu)的Cd含量約為6.7 at．％，遠大于Cd在塊體ZnO中的熱力學(xué)平衡固溶度(2 at．％)，表明納米結(jié)構(gòu)可大大增強Cd元素在ZnO中的固溶度。
　　

5、 (3)Zn1-xCdxO單晶納米結(jié)構(gòu)的室溫PL譜表明，與純ZnO(3.37 eV)相比，由于Cd的摻入，樣品的近帶邊發(fā)射峰(NBE)紅移了0.24 eV。同時發(fā)現(xiàn)，在PL譜的2.54 eV的位置上有較強的藍綠發(fā)射。分析認為是由于荊棘狀Zn1-xCdxO納米結(jié)構(gòu)具有大的比表面積所致。
　　 (4)研究發(fā)現(xiàn)，Au納米顆粒作為催化劑對荊棘狀Zn1-xCdxO一維納米結(jié)構(gòu)的形成是必不可少的。分析認為，荊棘狀Zn1-xCdxO一維納米