納米氧化鋅的制備及其光學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、氧化鋅晶體作為新一代的IIB-VIA族半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)良的光電、導(dǎo)電、壓電、氣敏、壓敏等特性。ZnO半導(dǎo)體室溫帶隙為3.37 eV，且束縛激子能高達(dá)60 meV，使其在紫外半導(dǎo)體光電器件方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。其廣泛的應(yīng)用前景使得對ZnO晶體材料研究成為了熱點(diǎn)。對于納米ZnO來說，還存在與表面缺陷相關(guān)的可見光發(fā)射。近年來，增強(qiáng)和調(diào)控納米ZnO在可見光區(qū)域的熒光也成為研究的一個(gè)焦點(diǎn)。目前對ZnO納米結(jié)構(gòu)的合成方法的改進(jìn)也受到人們的廣泛關(guān)

2、注，研究合成的條件對氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的形貌和光學(xué)性質(zhì)的影響，以期待能夠?qū)崿F(xiàn)對氧化鋅納米結(jié)構(gòu)性質(zhì)可控合成。本論文在調(diào)研上述研究熱點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了如下內(nèi)容的研究：
　　 1綜述了目前氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的合成方法、光學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 2本論文對相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的關(guān)于ZnO納米結(jié)構(gòu)合成的方法進(jìn)行了一些改進(jìn)和創(chuàng)新。在合成ZnO納米結(jié)構(gòu)時(shí)，以硝酸鋅的六水合物作為合成氧化鋅所需的鋅源，借助不同的胺類有機(jī)化合物（三乙醇胺、三羥甲基氨基甲

3、烷和十二胺）和水之間的質(zhì)子化，為形成氧化鋅提供所需的氫氧根，在溫和的實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn)了不同形狀ZnO納米結(jié)構(gòu)的合成。
　　 3通過改變合成的條件，包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)溶液的pH、表面活性劑，合成了ZnO納米棒、ZnO量子點(diǎn)，納米六邊形ZnO等不同形狀的氧化鋅納米結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)了對ZnO量子點(diǎn)可見區(qū)熒光的調(diào)控。并通過紫外分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、紅外分光光度計(jì)、透射電鏡、X射線衍射儀對合成的ZnO納米材料進(jìn)行了相關(guān)的表征；研究了反應(yīng)的溫

4、度、表面活性劑和反應(yīng)溶液pH對ZnO光學(xué)性質(zhì)和形狀的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　 （1）反應(yīng)溫度對ZnO納米結(jié)構(gòu)的形狀有著重要的影響。隨著溫度的升高，ZnO由粒子生長成為棒狀或六邊形，溫度的升高有利于形成質(zhì)量更好的納米晶體。
　　 （2）表面活性劑在ZnO納米結(jié)構(gòu)成核過程中能夠結(jié)合到ZnO的表面，阻止ZnO進(jìn)一步長大，有利于獲得尺寸更小的ZnO納米結(jié)構(gòu)。另外，表面活性劑使ZnO納米結(jié)構(gòu)在溶液中的分散性更好。