热蒸发法制备znmgo、zno纳米材料及其性能研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------热蒸发法制备ZnMgO、ZnO纳米材料及其性能研究浙江大学硕士学位论文姓名：王刚申请学位级别：硕士专业：材料科学与工程指导教师：叶志镇20070501浙江大学硕士学位论文热蒸发法制备ＺｎＭｇＯ，ＺｎＯ纳来材料及其性能研究摘要低维纳米结构是当前纳米科学与技术领域一个重要的研究方向。纳米ＺｎＯ材料由于其在电子学、光学和光子学等领域的优异性能而倍受关注，通过

2、Ｍｇ掺杂，可以实现对ＺｎＯ能带调制作用，从而获得更加广泛的应用。ＺｎＯ纳米棒阵列具有负电子亲和力、高机械强度、化学稳定性和相对高效的低电压磷光等特性，在场发射领域有重要的应用价值。本文在综述目前ＺｎＯ一维纳米材料的制备方法及掺杂的基础上，选择用热蒸发法，成功制备出两种ＺｎＭｇＯ一维纳米结构，讨论了其形成机理，并研究了其发光性能。通过热蒸发法制备出三种具有尖端形貌的ＺｎＯ纳米棒阵列，研究了其场发射性能。其中取得的——————————————————————————————————————----------------------------

3、--------------------------------------------------------------------主要结果如下：ｌ、用热蒸发法制备出ＺｎＭｇＯ纳米棒阵列。ＺｎＭｇＯ纳米棒沿Ｃ轴择优生长，直径为１００ｎｍ～３００ｎｌｎ，长度约为ｌｐｍ，为单晶六角纤锌矿结构，Ｍｇ的含量为１７ａｔ％。ＺｎＭｇＯ纳米棒保持ＺｎＯ纳米棒常见的六方形貌，但Ｍｇ的掺入使六方形貌呈现出一定的不规则性。Ｍｇ的掺入产生了２１０ｍｅＶ的近带边发射蜂的蓝移（室温），实现了对ＺｎＯ的禁带宽度的调节。特别地，此方法制备ＺｎＭｇＯ纳米棒阵列具有较好

4、的可重复性。２、用热蒸发法，通过低温一升温一高温三个阶段，首次制备出ＺｎＯ／六方ＺｎＭｇＯ／立方ＺｎＭｇＯ异质结构纳米宝塔阵列。纳米宝塔底部直径约６００ｎｎｌ，顶部约７０ｎｍ，呈四方形貌。样品中Ｍｇ和ｚｎ的平均摩尔比５９：４１，且沿着向顶端的方向不断增大，在顶端处达到９２：８。Ｍｇ的掺入使近带边发射峰产生了２６０ｍｅＶ的蓝移（室温）。纳米宝塔的新颖的结构和生长机理被系统地分析和讨论。３、用热蒸发法铝４备了三种具有尖端形貌的ＺｎＯ纳米棒阵列。三个样品都具有沿ｃ轴择优取向的六方ＺｎＯ结构。三个样品的开启场强都在０．５Ｖ／ｔｔｍ以下，性能较好的样

5、品的阈值场强分别约为４．５Ｖ／ｐｒｏ和７Ｗｐｍ。Ｆ－Ｎ拟和良好，确定其为场发射。具有较细尖端的样品表现出较好的场发射性能。用ＰＬＤ方法预生长的ＺｎＯ层减少了衬底上的Ｓｉ０２绝缘层，提高了场发射性能。浙江大学硕士学位论文热蒸发法制各ＺｎＭｇＯ，ＺｎＯ纳米材——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------料及其性能研究关键词：Ｚ

6、ｎＭｇＯ，ＺｎＯ，纳米棒，纳米宝塔，热蒸发，能带调节，场发射一ｌｌ—浙江大学硕士学位论文熟蒸发法制备ＺｎＭｇＯ、ＺｎＯ纳米材料及其性能研究Ａｂｓｔｒａｃｔｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｎａｎｏ删ＺｎＯＬｏｗ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｂａｎｄ－ｇａｐｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅａｒｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄｉｎｃｕｒｒｅｎｔｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｄｂｒｏａｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄｐｅｒｆｏｎｎａｎｃｅｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｏｐｔｉｃｓａｎ

7、ｄｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，ａｎｄｔｈｅＣａｎｂｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｂｙｄｏｐｉｎｇｗｉｔｈＭｇｆｏｒｆｍ－ｔｈｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＡｌｉｇｎｅｄＺｎＯｎａｎｏｒｏｄｓｈａｖｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｖａｌｕｅｉｎｆｉｌｅｄ－ｅｍｉｓｓｉｏｎｆｉｅｌｄｄｕｅｔＯｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎｅｇａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎａ任ｉｎｉｔｙ，ｈｉｇｈｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｌ【ｃ．————————————

8、——————————————————————————---------------------------------------------------------------