化學氣相法制備ZnO晶體工藝及生長機理.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)出一些獨特、新奇的性質。在各種功能信息材料中，ZnO極具發(fā)展?jié)摿?，有著廣泛的應用前景。如何控制ZnO的結晶形態(tài)是目前實現(xiàn)ZnO工業(yè)生產(chǎn)需要解決的主要問題。ZnO多姿的結晶形態(tài)已經(jīng)成為ZnO研究的熱點。
　　 本論文采用化學氣相法制備了氧化鋅晶體，通過對原料、實驗設備、預

2、熱溫度、反應溫度、保溫時間、氣體流量的考察，總結出各個工藝條件對晶體生長的影響規(guī)律，實現(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)物進行成分、形貌和結構的表征，并對氧化鋅晶體的光學特性進行了初步的研究。
　　 以鋅顆粒為原料時，能獲得形貌較好的氧化鋅晶體；當爐膛的預熱溫度在400～500℃，反應溫度在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，由于受限于反應設備和原料的量，當保溫時間超過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到60％。
　　 分別從晶體學、晶體生長動力學、晶體生長熱