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(jī)制及場發(fā)射性質(zhì)進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下： 1、用氣相輸運(yùn)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(shí)驗(yàn)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?？梢酝ㄟ^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(jī)制做了研究。在一定溫度下

4、，催化劑金產(chǎn)生團(tuán)簇，厚度越大其尺度越大。當(dāng)源材料氣相生成物被載氣輸運(yùn)到襯底上時，催化劑金的團(tuán)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(jī)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