不同形貌ZnO納米結(jié)構(gòu)的制備及其發(fā)光性能研究.pdf

1、天津理工大學(xué)碩士學(xué)位論文不同形貌ZnO納米結(jié)構(gòu)的制備及其發(fā)光性能研究姓名：李江勇申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：李嵐;徐建萍20080601A b s t r a c tA sa n e ws e m i c o n d u c t o r m a t e d a lw i t haw i d ea n dd i r e c tb a n dg a pa n da l a r g e e x c i t i o nb i n

2、 d i n g e n e r g y ( 6 0 m e V ) ，Z n O h a s v e r s a t i l e e l e c t r i c ，o p t i c a l ，a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e sd e p e n d i n g0 n i t s s t r u c t u r e ，s c a l e ，d i m c n s i o n a l i

3、t y a n dc o n f i g u r a t i o n ．C o n s e q u e n t l y , Z n On a n o s t r u c t u r e dm a t e r i a l ss h o w g r e a tp r o m i s i n ga p p l i c a t i o n si no p t o - e l e c t r i cd e v i c e s ，s e n s o

4、 r se ta 1 ．I l l t l l i s p a p e r , v 耐o u sm o r p h o l o g i 鼯o fZ n O n a n o s t r u c t u r e d m a t e r i a l s a r ep r e p a r e d b yp o l y m e r t e m p l a t ea n d h y d r o t h e r m a lm e t h o d r

5、e s p e c t i v e l y ．T h er e s u l t so f t h ep r e s e n ts t u d y a r el i s t e da sf o l l o w s ： 。( 1 ) M i c r o m e t e r - s i z e du n i f o r ms p h e r i c a lZ n O u l t r a f i n ep o w d e rW a sp r e

6、 p a r e db yp o l y m e rp o l y v i n y la l c o h o l ( P V A ) t e m p l a t e m e t h o d ．P o l a r p o l y m e r p o l y v i n y la l c o h o lw i t hl o n g c h a i n i su s e d a sg r i d sl o c a l i z a t i o

7、na n dl a t t i e er e a g e n tt o c o n t r o ln u c l e a t i o na n dc r y s t a l g r o w t h ．T h em s u l t s o fS E Ma n d X R D i n d i c a t e t h a t t h ec o n c e n t r a t i o no ft h e P V A s o l u t i o

8、n ．s i n t e r i n gt e m p e r a t u r ei st h em a i n f a c t o r sf o rt h ep r e p a r a t i o n ．T h eu l t r a v i o l e te m i s s i o np e a kl o c a t e da t3 8 5 n m w h i c h 嘶g i n a t e sf r o mt h e i n t

9、e r b a n d t r a n s i t i o no f e l e c t r o n s h a s b e e n o b s e r v e d ．( 2 ) O n e ．d i m e n s i o n a lZ n O n a n o r o d sw i t hd i a m e t e r si n 15 —5 0 h ma l i g n e di n r a d i a lc l u s t e rw

10、 e r ef i r s t l ys y n t h e s i z e db yP 翰a s s o f t ．t e m p l a t e 。T h e g r o w t ho fZ n O n a n o r o d si s c o n t r o l l e db yc h a n g i n g a n n e a l i n gt e m p e r a t u r e ．I t i S s h o w n t h

11、 a tZ n O n a n o r o d s t e n dt ob e u n i f o r m a n d t h ec r y s t a l l i z a t i o n i Sg r a d u a l l yi m p r o v e dw i t ht h e t e m p e r a t u r ei n c r e a s i n gf i ' o m4 0 0 t o 7 0 0 0 C ．T h

12、 eg r o w t hm e c h a n i s mi S d i s c u s s e d ．P r e f e r e n t i a lg r o w t ho f Z n O c r y s t a l s i s h e l p f u l f o rg r o w i n ga l o n gr a d i a l d i r e c t i o na n i s o t r o p i c a l l yo fZ

13、 n O ．A tt h es a r n e t i m e ，d e v e l o p m e n to ft h es a m ec r y s t a lf a c e t sa n dt h ev a r i o u sc r y s t a lf a c e t sr e l a t i v eg r o w t hr a t e o fZ n O a r ea l s o i n f l u n c e d ．w h i

14、 c h l e a dt o t h ef o r m a t i o no fn a n o r o d si n r a d i a l c l u s t e r s ．T h ep h o t o l u m i n e s c e n c es p e c t r as h o wa s t r o n gu l t r av i o l e te m i s s i o na n dr e l a t i v e l yw

15、 e a kd e f e c te m i s s i o n s ．T h es h a r ps t r o n ge m i s s i o n p e a k a t 3 5 4 n m o w i n g t o t h e i n t e r - b a n d t r a n s i t i o n i n d i c a t e s t h e e x t r a o r d i n a r yp h o t o l

16、u m i n e s c e n c e p r o p e r t y o f Z n O n a n o r o d s ．( 31 Z n O m i c r o —a n dn R n o ．r o d sh a v e b e e ns y n t h e s i z e d o n t og l a s Ss u b s t r a t e st h r o u g ha q u e o u sg r o w t hm e

17、 t h o dw i t ht h et h e r m a ld e c o m p o s i t i o n o fa na q U e o U Ss o l u t i o no fZ n ( 】N 0 3 ) 2 ·4 H 2 0a n dm e t h e n a m i n e ( H M T ) ．T h eg r o w t hm e c h a n i s ms h o w s t h a t c y r

18、 s t a lm o r p h o l o 西e S r e s u l tf r o mZ n O i n s o l u t i o ns u r r o u n d i n g ．w h i c hs t r o n g l Yd e p e n d st h ep r o c e s s i n gp a r a m e t e r s ．T h ep h o t o l u m i n e s c e n ts p e c

19、 t r ao fs a m p l e s s h o wt h a t t h e r ei s a nu l t r a v i o l e te m i s s i o nw i t l lp e a ka t3 8 6 n m w h e n t h e e x c i r a t i o nw a v e l e n g t h a t3 2 5 n m ．( 4 ) B y u s i n g t h eZ n O c r

20、 y s t a ls e e d ，t h ed e n s e ．a(chǎn) r r a y e da n dr e g u l a ro r i e n t e dZ n O n a n o r o d sw e r eo b t a i n e db yh y d r o t h e r m a lm e t h o d ．T h er e s u l t so fX R D c o n f i r mt h a tt h en a n

21、 o r o d sa r ep r e f e r e n t i a l l yo r i e n t e di n c ．a(chǎn) x i s ．I t i S f o u n dt h a t t h er e v o l v i n gs p e e d t o p r e p a r a t i o no fs e e dl a y e ra n dt h ec o n c e n t r a t i o nh a v es i

22、g n i f i c a n t i n f l u e n c eo nt h ef o r m a t i o no fZ n O n a n o r o d sa r r a y s ．O p t i c a lc h a r a c t e r a z i t i o ns h o w st h a tt h eZ n O n a n o r o d sa r r a y se x h i b i ts t r o n gb