LB基底上生長ZnO納米棒的研究.pdf

1、六方晶系結構的ZnO是一種重要的寬禁帶氧化物半導體材料，室溫下帶隙寬度為3.37eV，并且具有較大的激子束縛能(~60meV)，容易與其他類型的半導體材料實現(xiàn)集成化使用。在基底上高度規(guī)則有序生長的ZnO一維納米結構可以用來制作表面聲波儀、透明電極和短波激光器等功能器件，特別是在室溫下發(fā)現(xiàn) ZnO納米棒具有光致紫外發(fā)光的性能，因而高質(zhì)量擇優(yōu)取向 ZnO納米棒的生長研究意義明顯。
　　采用Langmuir-Blodgett（LB）技術

2、，在玻璃基底上獲得均勻的ZnO薄膜，確定了ZnO薄膜的制備工藝參數(shù)：在亞相溶液濃度為0.10mol·L-1，滑障速度約為5mm·min-1，鋪展液靜置時間為10～30min，鋪展量為80μL，轉(zhuǎn)移膜壓為28mN·m-1~32mN·m-1，基片提拉速度4mm·min-1~6mm·min-1的條件下，能夠得到轉(zhuǎn)移比在1.0附近的硬脂酸/Zn2+復合LB膜。經(jīng)高溫退火處理后可以得到ZnO薄膜。XRD測試結果表明硬脂酸/Zn2+復合LB膜結晶度

3、較低，無ZnO的特征衍射峰，經(jīng)過退火處理后制得的薄膜為ZnO晶體薄膜，呈六方晶系結構，且結晶度高。SEM表征結果顯示，通過LB技術制備的ZnO薄膜表面光滑平整、顆粒尺寸均勻。UV-Vis結果說明，納米ZnO薄膜在266nm左右和在360nm左右有吸收峰，當薄膜層數(shù)變化不大的情況下，薄膜對光的吸收強度變化也不大，說明制得的薄膜各層之間及每個膜層都是均勻的。
　　以LB技術獲得的ZnO薄膜為種子膜，采用溶液法在ZnO種子膜上生長ZnO

4、納米棒，探討了種子膜拉膜層數(shù)、加熱環(huán)境、生長溫度、生長時間、生長液濃度等因素對生長ZnO納米棒的影響。XRD檢測結果表明，制得的ZnO納米棒為六方纖鋅礦結構，結晶度高，沿（002）晶面擇優(yōu)取向性良好。SEM觀測結果表明，可以通過調(diào)節(jié)各影響因素值，獲得高度定向生長、排列規(guī)則緊密、直徑尺寸均勻以及長徑比穩(wěn)定的ZnO納米棒。UV-Vis透光光譜表征結果表明，納米棒陣列結構對ZnO光學性能有較大的影響，當ZnO納米棒沿C軸方向擇優(yōu)取向性較好、表