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《氧化鋅 氧化鈰 氮化鎵和氧化鉍等納米材料的制備及其性能研究》由會員上傳分享，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。
1、山東大學(xué)博士學(xué)位論文中文摘要納米材料是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對未來經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展有著重要影響的研究對象，也是納米科技中最活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。納米尺度下所具有的諸多性能，如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)以及表面效應(yīng)等會對低維納米材料的輸運(yùn)和光學(xué)性能產(chǎn)生重要影響，同時(shí)會在低維納米體系中實(shí)現(xiàn)比常規(guī)體材料更為優(yōu)越的電、光、磁和機(jī)械性能。近年來，對納米材料及其性能的研究取得了巨大的進(jìn)步，但仍有很多問題需要解決，也充滿了機(jī)遇。目前，如何采用有效的制備方法合成納米材料并對其微結(jié)構(gòu)和有關(guān)性能進(jìn)行研究是不少研究人員關(guān)注的
2、問題。本論文工作主要采用水熱法和氣相沉積法制備ZnO、Ce02、GaN和Bi203等納米材料，采用X射線粉末衍射儀、掃描電鏡、透射電鏡、拉曼散射光譜儀、傅立葉變換紅外光譜儀及紫外光譜儀等分析測試手段進(jìn)行分析，并對其形貌特征、微結(jié)構(gòu)、部分物理性質(zhì)和機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，研究分析了工藝條件、制備方法等對ZnO、Ce02、GaN和Bi203納米結(jié)構(gòu)的影響。主要研究結(jié)果如下：氧化鋅作為代表性第三代寬帶隙半導(dǎo)體材料，對其納米材料的研究引起研究人員的廣泛關(guān)注。’論文采用水熱法，以zncl2和NaOH為原料得至U[Zn(OH)4】2
3、-溶液，以此溶液為前驅(qū)體，在不同的原料比和反應(yīng)條件下制備出了一系列的一維納米材料——zn0納米棒。用掃描電鏡對其形貌對比分析，用透射電鏡對其微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，表明所制備的一維納米材料是六方單晶氧化鋅納米棒。研究分析了添加劑PEG對ZnO納米晶的析出、生長速率和成長形念等特征的影響機(jī)理，PEG分子吸附zn2+陽離子，使表面電荷密度增加、表面張力降低、成核能壘降低從而提高ZnO納米晶析出與生長速率，PEG對ZnO晶體生長取向的誘導(dǎo)作用和成長形態(tài)特征有重要影響。研究了水熱反應(yīng)中的溶液環(huán)境對粒子形態(tài)和尺寸的影響情況，醇一水的環(huán)
4、境可以控$1]Zn042"從液相到晶體表面的釋放速度，得到形態(tài)均勻的納米棒。納米稀土氧化物ce02是一種用途極廣的新型功能材料，在整個(gè)稀土的應(yīng)用中占舉足輕重的地位，其應(yīng)用開發(fā)前景十分廣闊。以水、乙醇和乙二胺為溶劑用水熱法制備了單晶Ce02納米棒。利用XRD和SAED進(jìn)行了物相分析，利用高分辨透射電鏡進(jìn)行了形貌分析，結(jié)果表明所得到的Ce02納米棒為立方螢石結(jié)構(gòu)且Ce02納米棒粒徑分布窄，比較均勻，表面光滑。研究了溶劑乙醇和乙二胺的共同作用對反由衰大學(xué)馕±學(xué)僚論文應(yīng)產(chǎn)物Ce02納米棒的生長速率、粒徑分布等方麗的影響，在乙醇
5、和乙二胺的共同作用下阿加速ce02納米棒的生長，并得到粒徑均勻、分布窄的納米棒；否則，得到的納米棒短小且粒徑分布較寬。研究發(fā)現(xiàn)，少爨的陽離子表面瓣性劑CTAB作助裁對ee。2績崠磊夔殘孩速度秘靛徑戇努毒氌鴦黧蠶影薅。聱』愆氣相沉積法，使氧化鎵粉末與氨氣袋疲，在LaAl03或Si樹底上制備出丈量的GaN納米線、納米帶和納米棱棒。應(yīng)用j鼉描電鏡對這些Gab／納米結(jié)構(gòu)的形貌特征進(jìn)行了觀察，通過XRD和EDX測試表明這魃納米材料的物相題六方GaN，應(yīng)用透射電鏡對這些納米結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)進(jìn)霉亍了分孝蠢，結(jié)果表明所制備的GaN縭米材料
6、為荸鑫。鼯掰番《套氮億稼縭寒糖精懿經(jīng)受敖袈必譜遺行了測試分爨，A簸，O)或El≤鰳峰位出現(xiàn)了不同程度的藍(lán)移或紅移現(xiàn)象，表現(xiàn)出一定程度的尺寸效應(yīng)。在制備過程中，我們發(fā)現(xiàn)制備過程中采用襯底的種類成其晶體結(jié)構(gòu)會對所制備納米結(jié)構(gòu)的形貌產(chǎn)嫩影響。當(dāng)采用兩端殲口的石英舟時(shí)，樹底附近的氮化鎵氣體的過飽和度相對較低，易于形成經(jīng)自尺寸極小靜一維縭采縷擒(懿藜寒線)：巍慕題囂翡半封霹豹石英痔對，褥底辮邋氮純鎵氣體的過讒幫魔驥顯高于采爝翡瀵開日豹石英舟，易于形成寬度尺寸相對較大的準(zhǔn)一維納米結(jié)構(gòu)(如納米帶)，分析了不同襯底種類、不同置激條件對
7、所制各納米結(jié)構(gòu)形貌的影響原因。氧化鉍具有a、p、Y、6多種物相，具有多種晶體結(jié)構(gòu)。其主強(qiáng)度用領(lǐng)域是電子辮瓷矜髂秘褥、蠢亳秘搴霉、窀解痿耪鼙、裳滋趣囂毒孝秘、疆豫麓，吳壽廣泛戇用途。秘前對氧億鉍納米結(jié)構(gòu)的研究甚少，逡遠(yuǎn)落后于對氧純鋅、氧化鎵、氧純錫等氧化物納米材料的研究。文中用物理氣棚沉積法，通過調(diào)熬硪襯底為豎放等工藝祭件，在氳氣和氧氣氣氛下，在較高的溫度下(1050℃)，恒瀨2．5分鐘，制備出片狀氧化鉍納米結(jié)梅。遙過離分辨透射魄鏡分板積掃攢電鑣戲察表暖，片獲縭米孛葶瓣l亟氧純鑲緩成整掰銹各的Bh03片敬縭張繡穩(wěn)是萃鑫。
8、遴潞對斃實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，硅襯底的放置方式和放置位置對增大氯化鉍納米材料的沉積量起著至關(guān)重要的作用，并且初步分析探討了這種影響機(jī)瑕。本研究發(fā)展和完善了飄化物及氮化物納米材料體系，為其它納米材料的制備提供了侮簽，將籠納米零孝糕瓣開發(fā)窩瘟愛提供攥論指導(dǎo)耨參考蘞鬃。ll關(guān)鍵詞；水熱法；氣相沉積法；納米結(jié)構(gòu)；制備；形貌山東大學(xué)博士學(xué)位論文A
