鋅片直接水熱腐蝕法制備氧化鋅納米結構及其發光性質研究.pdf

1、ZnO是一種新型的Ⅱ-Ⅵ族直接帶隙寬禁帶半導體材料，ZnO納米材料兼具納米材料特性和半導體材料兩方面的獨特性質，在液晶顯示器、太陽能電池、功能纖維、污水處理、光催化和紫外發光器件等領域表現出潛在的應用前景。最近幾十年來，關于ZnO納米材料，在制備方面的研究已取得了巨大的進步，但仍存在很多問題需要解決。目前，ZnO納米材料的形貌和微結構的有效控制及其光學性質的調控是研究人員關注的熱點。
　　 本文主要以ZnO納米結構的形貌調控和發

2、光性質為研究對象，采用水熱法在低溫、無污染的情況下制備出ZnO納米棒、納米片、納米管、納米鉛筆和納米花，并研究了影響ZnO納米結構形貌、結構和性能的一些相關因素，主要包括反應溫度、反應時間等。最后，我們用X射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對所制備出的不同形貌納米ZnO進行表征并用熒光光譜儀探討了納米ZnO的發光特性。本論文的主要研究內容歸納如下：
　　 1，發展了一種簡單方便低能耗的ZnO納米結構合成手段：僅僅以水和

3、Zn片為原料，在不使用任何表面活性劑的前提下，獲得了形貌可控的ZnO納米材料，包括納米棒、納米鉛筆、納米管和納米花。結果表明ZnO為六角纖鋅礦結構，且反應時間和反應溫度對其結晶質量和形貌起著關鍵作用。室溫下樣品PL譜在392nm附近有一個很強的紫外發光峰和532nm附近的一個相對較弱的綠光峰。此外，部分樣品還被觀測到一個中心波長在473nm的藍光的發光峰。
　　 2，采用水熱腐蝕的方法獲得了一種PVP/ZnO復合納米結構：在使用

4、PVP（聚乙烯基吡咯烷酮）作為表面活性劑，采用水熱直接腐蝕Zn片方法，制備出了納米片狀的ZnO結構，所得樣品仍是六角纖鋅礦結構。其室溫下的PL光譜圖中只顯示出了一個很強的紫外發光峰，發光中心在380nm處，而沒有出現其他的發光峰。我們推測可能的原因是PVP有助于ZnO納米結構結晶質量的提高，獲得了高質量的無任何缺陷的ZnO納米結構。
　　 3，獲得了一種自支撐結構的ZnO納米陣列結構：采用后續低溫退火的方法將剩余的Zn進行氧化，