溶液体系中种子层法制备ZnO纳米棒阵列的研究

摘要

ZnO作为一种重要的II～VI半导体材料，它在室温下禁带宽度为3.37e V，且具有较大的激子束缚能(60meV)。由于它在电学、光学、机械及声学等方面卓越的性能，在纳米材料领域掀起了一股研究热潮。而且ZnO纳米棒材料的性能比其体相材料更加优异，一系列由ZnO纳米棒材料构造的新型光电子器件已经被不断研制和开发。
　　溶液体系中种子层法由于其低的成本、实验设备简单易操作及有利于大规模的样品制备等特点，越来越受到人们的关注。所以我们就采用这种简单的方法在两种不同的ZnO种子层上制备ZnO纳米棒阵列，并使用 X射线衍射仪、场发射扫描电镜以及PL光谱对所得产物进行形貌表征和发光性能的分析。结果表明ZnO纳米棒阵列的取向性直接由ZnO种子层的取向性决定，ZnO纳米棒的直径和种子层、生长液浓度、生长时间都有关。种子层直径越大，由它同质外延生长的ZnO纳米棒直径就越大；生长液浓度过高或者过低都会导致ZnO纳米棒阵列尺寸分布不均匀；随着生长时间增长ZnO纳米棒的(002)面逐渐被腐蚀，当生长时间达到3h，ZnO纳米棒的(002)面完全被腐蚀形成中空结构。根据实验结果的分析我们在最佳化实验条件下得到了取向性良好，平均直径为90nm，平均长度为220nm，棒间距为90nm的ZnO纳米棒阵列。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 ZnO的基本性质

1.3 一维ZnO纳米材料的应用

1.4 一维ZnO纳米材料的制备方法

1.5 一维ZnO纳米材料的研究进展

1.6 本文的主要内容

2 ZnO纳米棒阵列制备的方法、原理和表征手段

2.1 实验试剂与仪器

2.2 实验步骤

2.3 水溶液法制备ZnO纳米棒阵列的原理

2.4 实验中所用到的表征手段

3 织构化ZnO种子层的制备及微观结构

3.1 引言

3.2 通过ZnO纳米粒子制备ZnO种子层

3.3 通过ZnO溶胶制备ZnO种子层

3.4 本章小结

4 ZnO纳米棒阵列的种子层法制备及形貌特征

4.1 引言

4.2 种子层对ZnO纳米棒阵列的影响

4.3 生长液的浓度对ZnO纳米棒阵列的影响

4.4 生长时间对ZnO纳米棒阵列的影响

4.5 ZnO纳米棒阵列的荧光特性

4.6 本章小结

5 总结

致谢

参考文献

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