化學(xué)氣相法制備ZnO晶體工藝及生長機(jī)理.pdf

1、ZnO是一種集光電、壓電、氣敏、壓敏等性能于一身的多功能材料。而且隨著近年來，ZnO納米線、納米帶、晶須等形態(tài)ZnO的成功制備，不僅其原本的性能得到提高，而且表現(xiàn)出一些獨(dú)特、新奇的性質(zhì)。在各種功能信息材料中，ZnO極具發(fā)展?jié)摿Γ兄鴱V泛的應(yīng)用前景。如何控制ZnO的結(jié)晶形態(tài)是目前實(shí)現(xiàn)ZnO工業(yè)生產(chǎn)需要解決的主要問題。ZnO多姿的結(jié)晶形態(tài)已經(jīng)成為ZnO研究的熱點(diǎn)。
　　 本論文采用化學(xué)氣相法制備了氧化鋅晶體，通過對原料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、預(yù)

2、熱溫度、反應(yīng)溫度、保溫時間、氣體流量的考察，總結(jié)出各個工藝條件對晶體生長的影響規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對氧化鋅晶體的可控生長。用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)對各種形態(tài)的產(chǎn)物進(jìn)行成分、形貌和結(jié)構(gòu)的表征，并對氧化鋅晶體的光學(xué)特性進(jìn)行了初步的研究。
　　 以鋅顆粒為原料時，能獲得形貌較好的氧化鋅晶體；當(dāng)爐膛的預(yù)熱溫度在400～500℃，反應(yīng)溫度在1100℃時，能夠獲得微米級氧化鋅晶體。隨著保溫時間的增加，

3、晶體尺寸也隨著增加，由于受限于反應(yīng)設(shè)備和原料的量，當(dāng)保溫時間超過5小時，晶體尺寸及產(chǎn)量沒有明顯的提高。獲得的氧化鋅晶體具有很好的結(jié)晶特性。在不同的外部條件下，生長出了顆粒狀、針狀、棒狀、鉛筆狀、刺猬狀、多針狀、葉片狀、梳狀、螺旋槳狀、四角狀等形貌豐富的氧化鋅晶體。從氧化鋅晶體的光致發(fā)光譜可知，其具有近紫外發(fā)光特性及綠光特性。氧化鋅晶體在紫外光催化下，降解甲基橙的降解率可達(dá)到60％。
　　 分別從晶體學(xué)、晶體生長動力學(xué)、晶體生長熱