四針狀納米ZnO的燒結行為及其對氣敏、光學性能影響的研究.pdf

1、本文采用蒸發(fā)—冷凝法成功制備了四針狀納米ZnO，研究了四針狀納米ZnO燒結行為、氣敏性能和光學性能。結果表明：氧分壓控制納米ZnO形貌不同，其中在氧分壓為2500Pa時產(chǎn)物為四針狀納米ZnO。低壓（650Pa）制備出納米ZnO的針較長（>1μm）；當氧分壓從2500Pa變化到8500Pa時，納米ZnO從四針狀轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀。氧分壓2500Pa時，四針狀納米ZnO的針尖半徑大多在8nm左右，針長為100～200nm。 在低溫下燒結（

2、<550oC），四針狀納米ZnO的形態(tài)改變不大；隨著燒結溫度的升高，由于湯姆遜效應，針尖升華，導致針體部分逐漸消失，顆粒狀、塊狀ZnO逐漸增多。燒結溫度>750oC，從針尖升華的ZnO被輸運到四針交接處，形核長大，形成四面體狀ZnO顆粒，同時產(chǎn)生較多空隙。 由于制備出四針狀納米ZnO存在間隙Zn原子隨著燒結溫度的提高，間隙Zn原子濃度隨之下降，自由電子濃度也隨之下降，導致納米ZnO的空氣電阻逐漸升高。四針狀納米ZnO厚膜對乙醇、

3、苯的測試表明，在550℃燒結四針狀納米ZnO對酒精、苯的氣敏性能最好，表明最佳燒結溫度為550℃。 隨著燒結溫度的提高，間隙Zn原子濃度下降，而氧空位濃度上升，致使四針狀納米ZnO的藍光發(fā)射峰（~420nm）減弱，直至消失；而綠光發(fā)射峰（~520nm）出現(xiàn)。 第一部分介紹了四針狀納米ZnO的研究概況及燒結行為對其性能的影響，闡述了本課題的研究目的及意義； 第二部分研究了四針狀納米ZnO的制備，分析了其形成機理；