从广义讲,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度(1～100nm)范围或由它们作为基本单元构成的材料,由于其明显不同于体材料和单个分子的独特性质一表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应及其在电子学、光学、化工、陶瓷、生物和医药等领域的重要应用价值,引起了世界各国研究者的共同关注。材料的制备是性能研究的基础,随着人们对纳米材料所具有的特殊性质认识的提高,纳米材料与纳米结构的合成与制备研究也日趋深入。20世纪80年代以来,零维(OD)纳米材料的合成与制备已经取得了很大的进展,但一维(1D)、准一维(quasi-1D)及二维(2D)纳米材料及其相关结构的制备和研究仍面临着巨大挑战。由于具有特殊的光学、电学、磁学和机械性能,此类低维纳米材料将是纳米材料在微电子和纳电子方面获得应用的关键,在今后相当长时期内将成为纳米材料研究的重点领域。 氧化锌是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接宽带隙半导体材料,纳米氧化锌具有纳米材料和优异半导体材料两方面完美结合,在液晶显示器、太阳能电池、保护性涂层、气敏元件、固体照明光源和紫外发光器件等领域表现出潜在应用前景。目前,对纳米氧化锌的制备大体可分为物理法和化学法两类,其中基于溶液的化学合成方法由于操作简单、不需要贵重仪器、价格低廉等优点受到纳米材料制备领域研究的青睐,但由于反应物在溶液中反应过程复杂,所以反应结果不易控制,反应机制仍待明确。 本文选择氧化锌纳米体系为研究对象,侧重于纳米氧化锌的化学合成以及低维纳米形态的控制,将沉淀法、均相沉淀法、水热法和聚合物软模板法相结合,控制时间、温度、pH及反应物浓度等反应参数,合成了一系列一维和二维的氧化锌单晶纳米棒和纳米片,借助于X-射线衍射、透射电镜/高分辨透射电镜、扫描电镜等手段研究了纳米产物的物相组成和微结构,探讨了氧化锌纳米棒的反应过程和形成机制;借助于X-射线光电子能谱、傅立叶变换红外光谱、紫外光谱、光致发光光谱等手段表征和探讨了氧化锌纳米产物的谱学特征和光学性能;尝试进行了稀土离子掺杂氧化锌纳米晶体系的发光性能研究。 将沉淀法和水热法相结合,以表面活性剂为添加剂,制备了六角纤锌矿型氧化锌单晶纳米棒,发现增大反应的pH值,产物由棒状向纺锤形转化,纳米棒长