氧化錫納米線的制備及表征.pdf

1、SnO<,2>是一種具有寬直接帶隙的n型半導(dǎo)體材料，已于透明導(dǎo)電玻璃、太陽能電池、平板顯示器、高溫電子器件和氣敏傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。一維結(jié)構(gòu)的SnO<,2>由于具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)特性，在光電子器件、紫外(UV)激光系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域具有廣闊的潛在應(yīng)用前景，引起了人們的廣泛關(guān)注。本文對氧化錫納米線的制備、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、生長機制及場發(fā)射性質(zhì)進行了研究，主要內(nèi)容如下： 1、用氣相輸運法在常壓及較低的溫度(850℃)下，以高純N<,2

2、>做載氣，分別以氧化錫與碳粉和氧化亞錫與碳粉的混合物為源材料，在以金為催化劑的硅襯底上制備了高質(zhì)量的氧化錫納米線。通過XRD、SEM、TEM、SADE分析所制氧化錫納米結(jié)構(gòu)的表面形貌和微結(jié)構(gòu)特征。從而得知，氧化錫納米結(jié)構(gòu)的形貌和結(jié)構(gòu)性質(zhì)與源材料有著很大的關(guān)系。以氧化錫和碳粉的混合物為源，制備出的納米線長且直，直徑在50-200 mn之間，以氧化亞錫和碳粉為源，制備出的納米線結(jié)構(gòu)多樣，有直線型，V型，Y型等，直徑在150 nm左右。

3、 2、研究了催化劑厚度對氧化錫納米結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明，催化劑在氧化錫納米結(jié)構(gòu)制備中有非常重要的作用，實驗證明，使用催化劑，可在相對較低的溫度下，制得氧化錫納米線狀結(jié)構(gòu)；而不使用催化劑，在很多情況下都很難制備出納米線狀結(jié)構(gòu)。催化劑的厚度越大，生長的納米線的直徑越大。可以通過控制襯底上催化劑的分布和厚度來控制氧化錫納米線的位置和直徑。 3、通過控制反應(yīng)時間，再現(xiàn)了氧化錫納米線生長的全過程，從而對其生長機制做了研究。在一定溫度下

4、，催化劑金產(chǎn)生團簇，厚度越大其尺度越大。當源材料氣相生成物被載氣輸運到襯底上時，催化劑金的團簇與此材料優(yōu)先生成合金熔融液滴，發(fā)生反應(yīng)，并形成品核。液滴中反應(yīng)物過飽和時納米線由底端開始生長。只要合金液滴未固化，仍有反應(yīng)物，納米線就可以繼續(xù)生長。系統(tǒng)冷卻后，合金液滴固化在納米線的頂端。該納米線的生長符合傳統(tǒng)的VLS生長機制。 4、研究了不同形貌的氧化錫納米材料作為冷陰極的真空電子場發(fā)射特性。本文所制氧化錫納米材料的開啟電場、閾值電場