資源描述：
《zno納米材料的制備、表征及性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、目錄中文摘要IABSTRACTIII第一章緒論11.1納米材料的概念及其特性11.2ZnO結(jié)構(gòu)的特點與性質(zhì)41.3ZnO納米結(jié)構(gòu)的典型形貌81.4ZnO納米材料的制備及研究概況131.5ZnO納米材料的性能及應(yīng)用151.6選題依據(jù)和研究內(nèi)容16第二章實驗設(shè)備與測試表征方法192.1實驗設(shè)備介紹192.2實驗中所需要的主要材料和試劑212.3襯底的處理212.4樣品的測試與表征21第三章四角狀ZNO納米結(jié)構(gòu)的制備及機理研究253.1四角狀ZnO納米結(jié)構(gòu)的制備253.2四角狀ZnO納米結(jié)構(gòu)的表征263.3四角狀ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長機理30593.4本章小結(jié)32第四章多角狀ZNO
2、納米晶須的制備及機理研究334.1多角狀ZnO納米晶須的制備334.2多角狀ZnO納米晶須的表征344.3多角狀ZnO納米晶須的生長機理394.4本章小結(jié)42第五章花束狀ZNO納米棒的制備及機理研究435.1花束狀ZnO納米棒的制備435.2花束狀ZnO納米棒的表征435.3花束狀ZnO納米棒的生長機理485.4本章小結(jié)50第六章全文總結(jié)及對今后研究工作的建議51參考文獻(xiàn)53碩士期間發(fā)表的論文59致謝6159ZnO納米材料的制備、表征及性能研究中文摘要近年來，由于寬禁帶半導(dǎo)體材料在短波長發(fā)光器件、光探測器和大功率電子器件方面的廣闊應(yīng)用前景而備受關(guān)注，發(fā)展十分迅速,成為研究的
3、熱點。ZnO是一種非常重要的多功能n型II–VI直接寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料。室溫下，其禁帶寬度為3.37eV，而且具有很大的激子束縛能和很好的熱穩(wěn)定性。ZnO作為一種應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體，其獨特的鐵電、熱電、催化和光催化特性以及在太陽能電池、氣敏傳感器、紫外光電二極管、透明電極及光電器件方面的重要應(yīng)用，使其成為各國研究的熱點。研究者已經(jīng)利用化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)溶液沉積法、脈沖激光沉積法、電化學(xué)法、水熱法、噴霧熱解法、熱蒸發(fā)法等制備出包括納米線、納米棒、納米晶須、納米帶、納米管和納米花等多種形貌的ZnO納米結(jié)構(gòu)。本文采用脈沖激光沉積和熱蒸發(fā)法制備了ZnO多種納米結(jié)構(gòu)。用X射線衍射
4、(XRD)、傅里葉紅外吸收譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)和光致發(fā)光譜(PL)等測試手段詳細(xì)的分析了ZnO納米材料的結(jié)構(gòu)、組分、形貌和光致發(fā)光特性。并初步提出了核的大小影響ZnO納米結(jié)構(gòu)的形貌的觀點,并對ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長機理進(jìn)行了研究。所取得的主要研究結(jié)果如下：1.利用脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)預(yù)先在藍(lán)寶石(001)襯底上制備了ZnO薄膜，在Si(111)襯底上制備了Zn薄膜。制備的ZnO和Zn薄膜將會在后面ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長過程中起到不同的作用。ZnO薄膜為ZnO四角納米結(jié)構(gòu)的生長提供了生長點，Zn薄膜
5、則能夠有效地促進(jìn)ZnO晶核的形成從而有效地促進(jìn)ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長。2.利用非催化的熱蒸發(fā)的方法在沉積了ZnO薄膜的藍(lán)寶石(001)襯底上制備了四角ZnO納米結(jié)構(gòu)，在鍍Zn薄膜的Si(111)襯底上制備了多角狀的ZnO納米晶須和花束狀ZnO納米棒。用X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外吸收譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、選取電子衍射(SAED)和光致發(fā)光譜(PL)等測試手段對ZnO納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。3.ZnO納米結(jié)構(gòu)光學(xué)特性的研究。在室溫下，用波長為325nm的Xe59燈作為激發(fā)光源激發(fā)樣品發(fā)光。多種ZnO納米
6、結(jié)構(gòu)都只有一個紫外發(fā)光峰和一個綠光發(fā)光峰。對于紫外發(fā)光峰對應(yīng)于六方纖鋅礦ZnO納米結(jié)構(gòu)的近帶邊發(fā)射,通常認(rèn)為近帶邊發(fā)光歸因于激子輻射復(fù)合發(fā)光。而對于綠光發(fā)光峰，通常被認(rèn)為是由于深能級或缺陷態(tài)復(fù)合發(fā)光。一般認(rèn)為綠光發(fā)光源于單個電離的氧空位與價帶空穴之間的輻射復(fù)合躍遷所致。因此，我們認(rèn)為在實驗中的綠光發(fā)光峰是因為制備的ZnO納米結(jié)構(gòu)中存在氧空穴所致。4.通過對ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長過程的分析，我們討論了各種ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長機理。研究了在襯底上鍍不同薄膜對ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響。并提出了核的大小影響ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的觀點。關(guān)鍵詞：ZnO納米結(jié)構(gòu)；脈沖激光沉積；熱蒸發(fā)；光致發(fā)
7、光分類號：TN304.2159Fabrication,CharacterizationandPropertiesofZnONanostructuresAbstractInrecentyears,thewidebandgapsemiconductorhasattractedalotofinterestsandadvancedrapidly,mainlyduetotheirpromisingapplicationsinshort-wavelightemittingdevices，photodetectorsandhig
