热蒸发制备准一维氧化物纳米材料及光致发光性能研究

摘要

准一维纳米材料如纳米管、纳米线、纳米同轴电缆、纳米带等，由于其优异的力、光、电、声、磁、热、储氢等特性，在各种纳米级的电子学、光电子学、磁电子学和传感器件中有着广泛的应用前景，因而成为目前人们研究的焦点。实现对准一维纳米材料的生长、成份、结构的可控制备，又是准一维纳米材料应用的前提和基础。因此，本论文围绕准一维纳米材料的合成及其物性做了一系列的研究，其主要研究结果如下： 1.三元氧化物SnGeO3纳米带的合成、表征及发光性能研究 通过简单热蒸发的方法在Si衬底上成功合成出大量的三元氧化物SnGeO3纳米带。我们用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量弥散X射线衍射仪(EDS)和光致发光谱(PL)等测试手段对所得产物的形貌、微观结构和光学性能进行了研究。分析表明：这些纳米带的宽度比较均匀，一般在200nm-400nm，而厚度大都在50nm-60nm范围内，表面也都非常的光滑。由于在端部没有发现催化剂颗粒的存在，因而，我们认为该纳米带主要是通过气-固(VS)生长机制生长起来的。PL谱显示出一个发光中心位于406nm处的宽而强的紫外发光峰。 2.热蒸发法合成ZnGa2O4纳米结构及光致发光性能研究 在1050℃条件下，通过热蒸发Ga2O3和ZnO的混合物，成功合成出大量的类似“卷帘门”状的纳米结构。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量弥散X射线衍射仪(EDS)和光致发光谱(PL)等测试手段对所得产物的形貌、微观结构和光学性能进行了研究。结果显示：这些纳米片遵循的是气，固(VS)生长机制。室温下测得的PL经高斯拟合后可得到两个发光中心分别位于430nm和481nm处的蓝色发光峰。其中，430nm处的蓝光峰源自于尖晶石结构中的八面体Ga-O原子的自激发中心，而481nm处的蓝色发光峰可能是源于一系列的氧空位、镓空位和镓氧空位对。 3.二氧化硅微米棒阵列的制备及发光性能研究 利用简单的热蒸发方法，在无任何催化剂条件下，通过气-固(VS)生长机制在1150℃下成功制备出非晶氧化硅微米棒阵列。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量弥散X射线衍射仪(EDS)和光致发光谱(PL)等测试手段对制得产物的形貌、微观结构和光学性能进行了研究。室温下所测得的光致发光谱(PL)显示出一个从325nm到450nm的发光带，该发光带是由三个紫外发光峰组成，其分别位于396nm，384nm和373nm处。

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致谢

第一章 绪 论

1.1引言

1.2纳米材料的概念与分类

1.2.1纳米材料的概念

1.2.2纳米材料的分类

1.3纳米材料的基本特性

1.3.1表面效应

1.3.2小尺寸效应

1.3.3量子效应

1.3.4宏观量子隧道效应

1.3.5介电限域效应

1.3.6库仑堵塞和量子隧穿效应

1.4准一维纳米材料的制备方法

1.4.1气相法

1.4.2液相法

1.4.3模板法

1.5准一维纳米材料的发展趋势

1.6准一维纳米材料的物性研究及其应用

1.7本论文的选题背景与研究内容

第二章实验装置、原理、操作规程及样品表征

2.1实验装置简介

2.1.1试验设备简介：

2.1.2实验装置示意图

2.2实验原理

2.3实验操作规程

2.4注意事项

2.5实验样品的表征

2.5.1形貌分析

2.5.2成分分析

2.5.3物性分析

2.6本章小结

第三章三元氧化物SnGeO3纳米带的合成及发光性能研究

3.1引言

3.2实验过程

3.3实验结果与讨论

3.3.1产物的形貌

3.3.2产物的结构与成分

3.3.3 SnGeO3纳米带的生长机制

3.3.4 SnGeO3纳米带的光致发光性能

3.4本章小结

第四章热蒸发法合成znGa2O4纳米结构及发光性能研究

4.1引言

4.2实验过程

4.3结果与讨论

4.3.1产物的形貌

4.3.2产物的结构与成份

4.3.3产物的生长机制

4.3.4产物的光致发光性能

4.4本章小结

第五章二氧化硅微米棒阵列的合成及其光致发光性能研究

5.1引言

5.2实验过程

5.3实验结果与讨论

5.3.1产物的形貌、结构与成分

5.3.2氧化硅微米棒阵列的生长机制

5.3.3氧化硅微米棒阵列的光致发光性能

5.4本章小结

全文总结与展望

参考文献

硕士期间发表的论文