化学溶液法制备ZnO亚微米和微米棒及其发光特性研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liubo200987
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该文提供了一种简单的化学溶液法来制备的一维ZnO结构(亚微米和微米棒和管),研究了其生长形貌,生长机理和发光特性.首先,第一章简介了纳米材料的一般特性和表征测试手段,然后着重介绍了一维氧化锌纳米微晶的制备及发光特性方面的最新进展.第二,三,四章是该文研究内容部分,分别以化学溶液法制备ZnO亚微米和微米棒,生长机理及其发光特性为重点.第二章介绍了使用简单的化学溶液法制备出六角型ZnO亚微米和微米棒和管,首次研究了这种一维结构的不同形貌,有单根,对称生长的两根,多根,甚至呈簇状、球状形貌.并且找到一条由ZnO棒转化成ZnO管的途径.这些大小不一,形貌各异的一维ZnO结构,为一维结构的光电子器件的制备提供了材料形态上的多种选择的依据.第三章我们通过使用负离子配位四面体生长模型,讨论了化学溶液法制备ZnO微米和亚微米棒和管的生长机理,可知在不同生长条件下,由于各个晶面的生长速度不同而制备的ZnO形貌不同,在弱碱性条件下,ZnO微晶呈长柱状,强碱条件下呈颗粒状;反应物浓度小时呈单根棒状,浓度大时呈簇状;生长时间长由于处于亚稳定态的负极面的腐蚀分解转化成管状.这为进一步实现一维ZnO的可控生长提供了依据第四章分析了ZnO微米和亚微米棒和管的发光特性,一般为近紫外峰和橙红色发光峰.发现同一条件下随生长时间的延长,近紫外峰的发光强度降低.还比较了其中一些样品在退火前后的发光特性,发现退火前出现的近紫外峰退火后就消失掉,并且后面的橙红色宽谱带增强还表现出明显的红移特性.对于橙红色的发光,作者给出了不同于别人的解释,作者认为是由于晶体生长过程中生长基元[Zn-(OH)4]2-四面体通过脱水反应相互结合过程中而导致了晶格中氧空位的出现,这些氧空位缺陷到价带跃迁引起了橙红色发光峰.而在退火过程中氧空位的态密度发生偏移,从而也会使发光峰偏移.
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