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纳米材料的合成与性能研究是纳米科学和技术的重要研究领域,在众多纳米材料体系中,氧化锌(ZnO)基纳米材料由于其优异的光、电、磁等性能,一直是科学研究的热门。本文采用溶胶凝胶提拉法制备了Co、Ni掺杂的ZnO透明导电薄膜;采用溶剂热法制备了Co-Ni共掺杂以及Nd掺杂的ZnO纳米棒。综合利用多种测试手段,包括场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、光致发光谱(PL)等,对产物的形貌、晶体结构、发光性能等进行了详细的表征和研究。本文的工作如下: 1.Co、Ni掺杂的ZnO透明导电薄膜的制备 本文采用溶胶凝胶提拉法制备出Co、Ni掺杂的ZnO透明导电薄膜。XRD花样结合XPS谱分析表明,Co2+、Ni2+以替代Zn2+的形式进入ZnO的晶格中。PL谱显示了样品具有393-396nm的紫外发光峰和450~465nm的蓝光峰。 2.Co、Ni共掺杂ZnO纳米棒的制备 采用溶剂热法,制备出了Co-Ni共掺杂的ZnO纳米棒。XRD分析表明Co、Ni的掺杂并没有改变ZnO的纤锌矿结构;HRTEM及SEAD的结果显示,样品为沿[0001]方向生长的单晶纳米棒结构;Mapping结果显示, Zn、O、Co、Ni这几种元素均匀分布于纳米棒中,说明了钴、镍已经成功的掺入到ZnO晶格中。PL谱显示了样品具有399-406nm的紫外光峰以及450-467nm的蓝光峰。 3.Nd掺杂ZnO纳米棒结构的制备 采用溶剂热法制备出了不同浓度Nd掺杂ZnO纳米棒。XRD谱显示,样品均为纤锌矿结构的ZnO,但当Nd浓度增加到4%时,XRD图谱中出现了Nd2O3相。样品在室温下的PL谱,发现了在388nm处的紫外光峰和450-467nm的蓝光峰。 对比以上三种样品的PL谱,发现ZnO本征发光峰相对于块体(380nm)都发生了不同程度的红移,这与Co2+、Ni2+、Nd3+的引入引起晶格畸变,从而导致能带宽度变小有关。