超長ZnO納米結(jié)構(gòu)的制備及應(yīng)用.pdf

1、ZnO是一種重要的寬帶隙半導(dǎo)體材料,納米ZnO表現(xiàn)出與體材料明顯不同的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等性質(zhì),是目前納米材料的研究熱點之一。在本文中我們采用熱蒸發(fā)法制備了不同形貌的超長氧化鋅（ZnO）納米結(jié)構(gòu),同時對于ZnO樣品在場發(fā)射、光學(xué)性質(zhì)方面做了探討。文章的最后我們還對TiO2中空微球進行了簡單的研究。
　　本論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:1、通過在加熱過程中適當(dāng)?shù)母淖冚d氣的氣流量,利用熱蒸發(fā)的方法成功的合成了超長的ZnO滾筒刷狀納米

2、結(jié)構(gòu)并研究了其生長機制。ZnO滾筒刷的長度從幾毫米到一厘米,刷齒的直徑約為15μm。ZnO滾筒刷的光致發(fā)光光譜有兩個發(fā)射峰,一個是以388nm為中心的較強的紫外發(fā)光峰,另一個是525nm左右的相對來說較弱但是很寬的綠光發(fā)光峰,并討論了綠光發(fā)光峰產(chǎn)生的原因。2.在900℃的條件下用熱蒸發(fā)的方法在硅襯底上成功的合成了超長的ZnO簪子狀納米結(jié)構(gòu)并研究了其生長機制,討論Cu在形成此種結(jié)構(gòu)過程中所起的作用。沿著載氣輸運的方向,我們還得到了一系列其

3、他形貌的結(jié)構(gòu),結(jié)果表明通過調(diào)整襯底與源材料之間的距離可以控制結(jié)構(gòu)的形貌。對ZnO簪子的光致發(fā)光光譜進行了研究。場發(fā)射測試結(jié)果顯示ZnO簪子的開啟電場和閾值電場分別達到了1.5V/μm和4.3V/μm,說明其具有較強的場發(fā)射性能,這說明它在場發(fā)射微電子器件中的陰極材料上會有很大的應(yīng)用。3、我們首次在Cu襯底上合成了超長的ZnO納米梳和納米帶,并對其形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征,對超長ZnO納米帶的生長機制進行了研究。通過改變溫度,反應(yīng)物的比例等外

4、界條件,我們還在Cu襯底上得到了其他不同形貌的超長的ZnO納米結(jié)構(gòu),如ZnO棒,ZnO線和ZnO四角狀結(jié)構(gòu)等。4、利用簡單的水熱方法制備了銳鈦礦型TiO2中空微球,對其結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征,并研究了TiO2中空微球的生長機制。以氣體作為模板形成中空球體的制備方法,為制備其它中空材料提供了較好的方法。中空微球的三維架構(gòu),使得光催化性能和氣體吸附性能更好,可以實現(xiàn)在環(huán)境保護中殺菌消毒和存儲氣體等方面的應(yīng)用,具有巨大的科學(xué)研究價值和廣闊的商業(yè)