Au催化ZnO納米結構的制備與研究.pdf

1、納米科技將是21世紀的主導科學技術，而納米材料則是納米技術應用的基礎，由于納米材料獨特的物理和化學性質及其在許多領域展示的潛在的重要應用前景，使得納米材料已經成為當今科學研究的前沿和熱點。而ZnO(室溫下禁帶寬度為3.37 eV)在科學研究與技術應用中被認為是最重要的半導體材料之一。研究者已經利用濕化學法、電化學沉積法、模板法、射頻磁控濺射法、金屬有機氣相外延法等制備出包括納米線、納米環、納米帶、納米棒和納米管等多種形貌的ZnO納米結構

2、。 我們研究小組利用一種簡單有效的方法成功制備出平直多孔ZnO納米帶、折線狀多孔ZnO納米帶、鏈狀ZnO納米結構。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、場發射透射電鏡(FETEM)和光致發光譜(PL)等測試手段詳細分析了ZnO納米材料的結構、組分、形貌和光致發光特性。初步探討了極性取向生長效應在ZnO納米結構的生長過程中所起的特殊作用，并對ZnO納米結構的成長機制進行了研究。 1.平直多孔ZnO納米帶

3、 成功制備出具有光滑表面和高密度孔的平直多孔ZnO納米帶，這種簡單的方法制備出的單晶多孔ZnO納米帶具有產量高、結晶好、成本低、發光特性好等特點。在我們的試驗中，樣品具有較高的發光強度比(Iuv：Ivs≈10)，并且沒有發現其他明顯的發光峰，說明所制備的平直多孔ZnO納米帶具有良好的光學特性。對平直多孔ZnO納米帶的生長過程進行了討論，突出了ZnO極性取向生長效應在平直多孔ZnO納米帶成核與生長過程中的重要作用，這種長有大量納米孔具有

4、極高表面體積比的ZnO納米結構具有很高的潛在應用價值。 2.折線狀多孔ZnO納米帶 制備出新穎的折線狀多孔ZnO納米帶，其拐角處為118°，納米帶按照[0001]到[0111]方向周期性變化生長。折線狀多孔ZnO納米帶表面光滑而且生長有大量孔洞。應用X射線衍射(XRD)，電子顯微鏡(SEM，SEM，FETEM)，熒光光度計等對樣品的結構、形貌和光致發光等特性進行測試。討論了這種特殊的ZnO納米結構的生長機制，其中，生長因

5、素(例如外部生長溫度、分壓、過飽和度等)的細微變化會擾亂比較活躍的生長表面及其化學勢能，因而，比較活潑的生長表面會被改變，例如纖鋅礦結構ZnO中由最活潑的[0001]生長面到相對較弱的[0111]生長面的周期性改變，最終形成折線狀多孔ZnO納米帶。 3.鏈狀ZnO納米結構 成功合成出鏈狀ZnO納米結構，在這種特殊納米結構的生長過程中，硝酸銀分解的產物起了重要的作用，H鍵、Ag—O鍵、N—O鍵、H—O鍵等極性鍵和氧源(O2