ZnO和ZnS一維納米材料的合成與微觀結(jié)構(gòu).pdf

1、本文采用熱蒸發(fā)氣相沉積的方法合成了ZnO和ZnS一維納米材料。利用X射線(xiàn)衍射儀、拉曼光譜儀、掃描電子顯微鏡和高分辨透射電子顯微鏡研究了合成產(chǎn)物的形貌和微觀結(jié)構(gòu)，闡明了生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)ZnO和ZnS一維納米結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，揭示了幾種特殊納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)制，并研究了部分納米材料的熒光特性、場(chǎng)發(fā)射特性及親疏水特性。
　　通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如壓強(qiáng)、反應(yīng)溫度、襯底類(lèi)型、源材料種類(lèi)和比例等，利用氣相沉積的方法合成了多種ZnO和ZnS一維納米結(jié)構(gòu)。<

2、br>　　用 ZnS和碳粉為源材料，鋅片作襯底，在900℃合成了 ZnO塔狀一維納米結(jié)構(gòu)。襯底類(lèi)型和襯底溫度對(duì)產(chǎn)物形貌有著重要的影響，鋅襯底促進(jìn)鋅微米球前驅(qū)體進(jìn)一步氧化成塔狀的納米結(jié)構(gòu)。在其它參數(shù)不變的情況下，用硅片和鎢片等作襯底則不能形成這種結(jié)構(gòu)。用鍍有10nm金膜的硅片作襯底，在900℃合成了 ZnO環(huán)狀納米結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的形成是極表面誘導(dǎo)的靜電能和彎曲誘導(dǎo)的彈性能共同作用的結(jié)果，同時(shí)構(gòu)成環(huán)的納米帶的厚度也是一個(gè)重要的因素。用金包敷

3、的硅片作襯底，在1020℃合成了 ZnO螺旋納米結(jié)構(gòu)。催化劑和ZnO納米帶界面處的堆剁層錯(cuò)導(dǎo)致了螺旋結(jié)構(gòu)的形成。這種堆剁層錯(cuò)是由于金催化劑粒子移動(dòng)過(guò)程中的局部擾動(dòng)所導(dǎo)致，堆剁層錯(cuò)的形成導(dǎo)致界面處產(chǎn)生一個(gè)非零扭矩，誘導(dǎo)一個(gè)非對(duì)稱(chēng)生長(zhǎng)的前端。進(jìn)一步反應(yīng)和自催化輔助生長(zhǎng)導(dǎo)致了ZnO納米螺旋的形成。
　　用 ZnS和碳粉的混合粉末作為源材料，在900℃合成ZnO-ZnS異質(zhì)環(huán)狀納米結(jié)構(gòu)。合成納米環(huán)的內(nèi)邊緣有大量的齒存在，納米環(huán)的平均厚度5

4、0納米，寬度100納米。當(dāng)厚度超過(guò)100納米時(shí)，構(gòu)成環(huán)的納米帶將不會(huì)彎曲。合成的異質(zhì)環(huán)狀結(jié)構(gòu)是由 ZnS和ZnO晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)變所引起，即由于硫化鋅的晶格大于氧化鋅，在氧化鋅和硫化鋅晶體界面，氧化鋅將產(chǎn)生拉伸張力而硫化鋅則產(chǎn)生收縮張力，從而導(dǎo)致整個(gè)氧化鋅納米帶/硫化鋅納米帶/氧化鋅納米齒帶狀異質(zhì)結(jié)構(gòu)向有齒的一邊彎曲，形成奇特的帶狀異質(zhì)結(jié)齒輪結(jié)構(gòu)。
　　在1020℃，用簡(jiǎn)單的熱蒸發(fā) ZnS粉末的方法在硅襯底上合成了鋸齒狀ZnS納米