水浴法制備一維ZnO納米材料及其性能研究.pdf

1、本文采用水浴法，以Znq(NO3)2和(CH2)6N4的混合溶液為反應生長溶液，在硅襯底和經過表面處理的硅襯底上制備出了不同形貌的一維ZnO納米結構。通過改變生長條件，實現了ZnO納米結構的可控生長。通過改變反應溶液濃度、生長時間、生長溫度、溶液pH值和襯底材料，制備出了納米棒、納米棒陣列、納米顆粒、納米片、納米管等ZnO納米結構。采用XRD、SEM、EDS等分析測試手段對樣品的結構、表面形貌和成分進行了表征，并討論了ZnO納米結構的生

2、長機理。 通過對ZnO納米棒陣列的XRD分析及PL譜測試，討論了退火前后、摻Al3+和摻Co2+對ZnO納米棒陣列的晶體結構和光致發光性能的影響。分析表明退火、摻Al3+和摻Co2+后，樣品特征發光峰的強度都增大，隨著摻雜濃度的增大，特征發光峰都呈現出了先增大后減小的趨勢，且出現了紅移。并且Co2+摻雜比Al3+摻雜能更有效的提高ZnO納米棒陣列的可見光發光強度。通過對ZnO晶體結構的分析，詳細的闡述了紫外和藍光發光峰產生的機制

3、，并解釋了發光峰紅移的原因，為下一步制備基于ZnO納米棒陣列的光學器件提供了一定的實驗和理論基礎。 對不同溶液濃度下和不同襯底上制備出的ZnO納米棒陣列進行了場發射性能測試，當反應溶液濃度為0.01mol/L時，ZnO納米棒之間的屏蔽效應減弱，具有較強的電子發射能力。對硅襯底進行噴金或鍍銅處理后，能提供更多的發射電子和良好的導電通道，能大大提高樣品的場發射能力。通過SEM和光斑測試討論了影響樣品場發射性能的關鍵因素，提出了增強場