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《準(zhǔn)一維氧化物納米材料的氣相合成、結(jié)構(gòu)表征及發(fā)光性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、準(zhǔn)一維納米材料的氣相合成、結(jié)構(gòu)表征及發(fā)光性能研究摘要準(zhǔn)一維納米材料，包括納米線(棒)、納米帶、納米管、納米同軸電纜、異質(zhì)結(jié)與超晶格納米線，不僅是研究電、光、磁、熱等基本物理性質(zhì)尺寸與維度依賴的理想體系。而且還可以作為連接與功能組元在“自下而上”設(shè)計(jì)與構(gòu)建新一代電子、光電器件中發(fā)揮著不可替代的作用。目前有關(guān)準(zhǔn)一維納米材料的研究已經(jīng)成為納米材料科學(xué)領(lǐng)域的重要課題之一。氣相法合成納米材料，由于具有簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、產(chǎn)物單一并且晶體質(zhì)量高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)一種頗受青睞的制備方法。通過(guò)對(duì)納米線生長(zhǎng)條件的控制可以合成出各種納米線的陣列的體
2、系，而對(duì)生長(zhǎng)氣氛的調(diào)節(jié)又使得異質(zhì)結(jié)與超晶格納米線的合成成為可能。因此，本文主要采用氣相法熱蒸發(fā)和氧化純的金屬zn粉和Mg粉來(lái)制備準(zhǔn)一維的納米／微米金屬氧化物，并得到一些新奇的納米／微米結(jié)構(gòu)。利用掃描電鏡(SEM)、x射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)以及光致發(fā)光譜(PL)等分析測(cè)試手段，對(duì)所合成的準(zhǔn)一維納米材料及一些新奇結(jié)構(gòu)的形貌、成分、結(jié)構(gòu)和物性進(jìn)行了研究，分析了不同形貌納米結(jié)構(gòu)的形成原因和生長(zhǎng)機(jī)制，并對(duì)其發(fā)光機(jī)制做了進(jìn)一步的分析。以下是本文的主要研究結(jié)果：1．自組裝氧化鎂納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理及其紫外
3、發(fā)光特性通過(guò)直接熱蒸發(fā)和氧化純金屬M(fèi)g粉，我們成功合成出大量枝網(wǎng)狀的MgO納米枝晶和較粗大的四重等級(jí)排列似蜈蚣狀MgO納米結(jié)構(gòu)。產(chǎn)物中還發(fā)現(xiàn)少量四枝、八枝狀MgO納米結(jié)構(gòu)。對(duì)于MgO納米枝晶的生長(zhǎng)，我們采用自催化氣一液一N(VLS)生長(zhǎng)結(jié)合技晶外延生長(zhǎng)來(lái)解釋其生長(zhǎng)機(jī)理。而對(duì)于較粗大的四重等級(jí)排列似蜈蚣狀MgO納米結(jié)構(gòu)，我們認(rèn)為其生長(zhǎng)主要遵循氣一固(VS)生長(zhǎng)。為了研究所制備MgO試樣的發(fā)光特性，我們做了光致發(fā)光試驗(yàn)，并對(duì)其發(fā)光機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)的討論。在光致發(fā)光譜上，主要有兩個(gè)發(fā)光峰，分別位于3．16eV(392nm)的紫外光區(qū)和2．74e
4、v(453nm)的藍(lán)光區(qū)。這兩個(gè)發(fā)光峰分別是由于F+和F心(都屬于氧空位缺陷發(fā)光中心)中電子的輻射復(fù)合躍遷引起的。此外，還有一個(gè)非常微弱而且寬化的紅外發(fā)光帶，可能是由于原材料中引入的微量雜質(zhì)引起的。2．ZnO微米帶和自組裝微米梳的生長(zhǎng)機(jī)理及表征分析通過(guò)直接熱蒸發(fā)和氧化純金屬zn粉，我們成功合成出大量ZnO微米帶和微米梳結(jié)構(gòu)，他們具有六角纖鋅礦型晶體結(jié)構(gòu)，尺寸在微米尺度范圍內(nèi)。通過(guò)分析SEM、HRTEM照片和SAED譜。我們對(duì)這些微米帶和微米梳的形成機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)討論。ZnO微米帶和微米梳梳柄的形成主要遵循氣一圃生長(zhǎng)，而微米梳梳齒的形成
5、則是通過(guò)平行于(000J)極性面的小晶面外延生長(zhǎng)形成的，而不是通過(guò)在帶狀梳柄上重新形核生長(zhǎng)的VLS生長(zhǎng)而形成的。本試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)了少量非常奇特的孿生微米梳結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的形成可能與ZnO晶體中存在的攣晶缺陷有關(guān)。為了研究該ZnO試樣的發(fā)光特性，我們做了光致發(fā)光試驗(yàn)。我們認(rèn)為光致發(fā)光譜上出現(xiàn)的中心位于507nm處的綠光帶主要是由氧空位缺陷發(fā)光中心引起的。本試驗(yàn)中所合成的ZnO微米梳結(jié)構(gòu)，以自組裝的方式，將等徑、等長(zhǎng)的納米棒沿梳柄方向等間隔的均勻排列，很可能為衍射光柵的制作開辟一條簡(jiǎn)單便捷的新路。關(guān)鍵詞：熱蒸發(fā)和氧化、納米枝晶、微米帶、微米
6、梳、自催化VLS生長(zhǎng)、外延生長(zhǎng)、光致發(fā)光、氧空位Vapor-phaseSynthesis，CharacterizationandPhotoluminesceneePropertiesofQuasi·-one--dimensionaloxideNanomaterialsAbstractQuasi-one—dimensional(1D)nanomaterials，includingnanowires(rods)，nanobelts，nanotubes，nanocables，heterojunctionandsuperlatticenano
7、wires，areidealsystemsforinvestigatingthedependenceofelectricaltransport，opticalproperties，magneticproperties，andmechanicalpropertiesonsizeanddimensionality．Inaddition，theyareexpectedtoplayanimportantroleasinterconnectsandfunctionalcomponentsinthe“bottomup”designandfabri
8、cationofnewelectronicandoptoelectronicdevices．Nowtheresearchofthe1Dnanomaterialshasalreadybecomeoneoftheimport
