準(zhǔn)一維無機(jī)納米材料的氣相合成、結(jié)構(gòu)表征和發(fā)光性能.pdf

1、本文采用熱蒸發(fā)的方法制備出ZnO、ZnS/Zn、和Ga-In-Sn-O等準(zhǔn)一維納米材料；利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、能譜(EDS)以及光致發(fā)光譜(PL)等分析測試手段，對(duì)所合成的準(zhǔn)一維納米材料的形貌、成分、結(jié)構(gòu)和物性進(jìn)行了研究，探索并發(fā)展了一些制備準(zhǔn)一維納米材料新方法，分析了不同形貌納米結(jié)構(gòu)的形成原因和生長機(jī)制，并對(duì)其發(fā)光機(jī)制以及形貌對(duì)發(fā)光性質(zhì)的影響做了進(jìn)一步的分析。以

2、下是本文的主要研究結(jié)果： 1.熱蒸發(fā)法合成ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長機(jī)制和發(fā)光性能研究在氬\氫混合氣體作為保護(hù)氣體，氬\氧混合氣體作為反應(yīng)氣體，采用熱蒸發(fā)ZnO粉末和石墨粉的方法合成出高產(chǎn)率的ZnO納米線和納米鋸，實(shí)驗(yàn)過程中未采用催化劑和基底。我們對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了XRD、SEM、HRTEM的測試，表明所合成的納米線直徑大約為100nm，納米鋸由比較寬的納米帶(寬度大約為500nm)和通過自催化VLS生長的納米線或者納米棒(直徑大約為150

3、nm)構(gòu)成。室溫光致發(fā)光譜表明所合成的ZnO納米結(jié)構(gòu)有一個(gè)很強(qiáng)的發(fā)光帶，其峰值在509nm(2.44eV)。 2.ZnS/Zn納米結(jié)構(gòu)的合成與發(fā)光性能研究以ZnS為前驅(qū)反應(yīng)物，利用熱蒸發(fā)的方法，我們合成了大量的ZnS/Zn納米結(jié)構(gòu)。通過X射線衍射分析表明產(chǎn)物是具有六方結(jié)構(gòu)的α-ZnO，同時(shí)通過EDS檢測到少量的Zn金屬納米帶。掃描電鏡和透射電鏡的觀察表明ZnS/Zn納米結(jié)構(gòu)在高溫區(qū)生長成納米帶，而在低溫則以蠕蟲狀的納米棒而存在。

4、其中納米帶的寬度大約在200-500nm，長度則在數(shù)十微米，優(yōu)先沿[001]方向生長，并且次優(yōu)先沿[100]。在低溫區(qū)的產(chǎn)物從外觀來看是許多蠕蟲狀的納米棒，這些納米棒的直徑在80-150nm，長度在1-2um。室溫光致發(fā)光譜表明所合成的ZnS/Zn納米結(jié)構(gòu)有一個(gè)很寬的發(fā)光帶，其峰值在495nm(2.51eV)。 3.摻雜透明氧化物納米線的合成與發(fā)光性能研究以金屬鎵(Ga)、銦(In)和氧化亞錫(SnO)粉末作為前驅(qū)反應(yīng)物，通過簡

5、單的熱蒸方法成功制備出摻雜氧化物ISGO納米線。樣品的形貌、結(jié)構(gòu)與成分的測定分別在場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM，JEOLJSM-6700F)，X射線衍射譜儀(XRD,MACMXPAHF，CuKa線)、選區(qū)電子衍射(SAED)、高分辨透射電鏡(HRTEM，JEOL201O，加速電壓200kY)以及X射線能量散射譜儀(EDS，OXFORDISIS)上進(jìn)行。分析表明已合成的四元納米線為摻雜In和Sn具有單斜晶結(jié)構(gòu)的β-Ga2O3。研究表明IS