水热法生长一维氧化锌纳米结构条件研究

来源 :辽宁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rachieyu
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近年来,低维度的纳米结构半导体材料逐渐走进了人们的视野,因其在维数和大小物理性质的基础研究中所体现出来的潜在优势,使其同时在光电纳米器件和功能材料中的应用研究中都成为了热点。  氧化锌作为新一代的宽禁带半导体材料,由于其同时拥有比较高的电子束缚能(60mev)和光增益系数(300cm-1)以及独特的催化和光电化学等性质等常温条件下就拥有的优良物性,使其在太阳能电池、压电材料、紫外光探测器、光学开关以及逻辑电路等领域的应用均具有广泛的应用前景。而且比较关键的是氧化锌的地球储备量也较大,同时氧化锌还是一种无毒的材料,所以氧化锌还可以广泛的应用于日用化工、涂料等日常应用领域,是一种未来极具吸引力的新型材料。  在众多氧化物半导体中,因为氧化锌的独特结构特点,决定了氧化锌是一种形态极为丰富的材料,从最开始研究的氧化锌纳米薄膜到后来的纳米线(纳米棒)、纳米晶体,以及相对新型的纳米管、纳米带等。目前,更加复杂、结构更精密的纳米花、纳米梳、纳米钉等特殊结构也在全世界范围内被成功制备出来。这些丰富的形貌使氧化锌具有多种独特的物性,使其在不同的场合内发挥出独特的作用,有望在纳米器件及微电子方向进行更深入的研究并发挥更重要的作用。  在本文中主要采用了水热法、超声喷雾热解法等方法对氧化锌的纳米结构进行了制作,通过不同的条件控制,制备了纳米棒,纳米阵列,纳米薄膜的形态。由于本实验设计的初衷是制备形貌性质好的纳米棒状结构,故多数条件是针对纳米棒状结构进行调优试探,其他形貌的纳米结构均作为对比条件进行分析。用x射线衍射、扫描电镜、光致发光谱等方式对各种条件下的氧化锌的纳米结构进行了性质的表征,分析了各种形貌的氧化锌形成的条件以及机理,最后对比了形成各种形态的纳米结构的条件选择,对相同形貌的氧化锌生长必要条件以及可修改的条件进行了分析。分析了氧化锌纳米结构的关键影响因素,合理的调控各项生长参数最终实现氧化锌纳米结构的生长,并提高了实验的可重复性。
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