管状zno纳米结构的水热法合成与场发射特性-研究

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1、学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：j畦日期：学位论文授权使用声明2超．岁．才本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出

2、版。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者签名：翌警导师鲐孪弘砬日期：趟苦：』：灯华东师范人学硕士学位论文第一章绪论引言随着科学技术的飞速发展以及对外部世界认识的深入，人们对物质世界认识的层次也从宏观转移到了微观，即从宏观的块体材料过度到了微观的纳米材料。纳米是计量单位，1纳米是十亿分之一米，约为人发直径的l／80000，是一个氢原子直径的10倍。纳米科技(纳米科学与技术的简称)是指研究在l～100nm范围内物质体系的运动规律和相互作用以及在可能的实际应用中出现的科学和技术问题[1]。纳米技术是由物理学、化学、材料学、生物学以及电子学等各学科交叉形成的新兴交

3、叉学科。IBM公司首席科学家Armstrong曾经预言：“纳米技术将在信息时代的下一阶段占中心位置，并发挥革命的作用，正如(20世纪)70年代初以来微米技术已经起的作用那样”。这些预言十分精辟的指出了纳米体系的地位和作用，有预见性的概括了纳米技术发展的一个新动向。纳米科技是一门多学科交叉的，基础研究和应用研究紧密联系的新型学科。它的研究范围非常的广泛，其内容主要包括：纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米力学、纳米加工及纳米机械学等。作为纳米技术发展的基础，纳米材料是纳米科技领域最富有活力、研究内涵十分丰富的学科分支。从广义的概念来说，纳米材

4、料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料，如果按照材料的维数来划分，纳米材料的基本单元可分为三类：(1)零维纳米材料，即空间三维均在纳米尺度的纳米颗粒或团簇；(2)一维纳米材料，即有两维处在纳米尺度的纳米线、纳米棒、纳米管；(3)二维纳米材料，即有一维处在纳米尺度的纳米薄膜、多层膜、超晶格等。随着纳米材料的不断发展，研究内涵不断拓宽，研究对象也不断丰富，己不仅仅涉及到纳米颗粒、颗粒膜、多层颗粒膜、纳米线(棒)，而且也涉及到无实体的纳米空间材料，如微孔和介孔材料(包括凝胶和气凝胶)，有序纳米结构及其组装体系材料等。更重要的是，新的研究

5、对象还在不断涌现，比如，最近出现的纳米带题【2]、纳米环[3]，它兼有了一维与二维的特点，可以将其称为准一维纳米材料，另外还有像纳米桥[4]、纳米花[5】，、纳米塔[6】等分等级同质和异质纳米结构也己经成为当今的研究热点。如今纳米材料的研究主要包括两个方面：一是发现、发展新型的纳米材料：二是系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特征，通过和常规材料对比，找出纳米材料的特殊规律，建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论，发展和完善纳米材料科学体系。纳米材料为凝聚态物理提出了许多新的研究课题，由于纳米材料尺寸小，可华尔师范人学硕士学何论文以与电子的德布罗意波长、超导相干波

6、长及激子波尔半径相比拟，电子被局限在一个体积十分微小的空间，电子输运受到限制，电子平均自由程很短，电子的局域性和相干性增强。因而纳米材料出现了一些不同于常规材料的物理效应，小尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面与界面效应等。这使得纳米材料的热、电、磁等物理性质与常规材料不同。随着对纳米材料的研究深入发展，纳米材料必将进～步推动纳米科技的发展，对人类的科技进步产生广泛而深远的影响[7]。同时，由于信息技术的飞速发展，以光电子和微电子为基础的通信和网络技术成为高新技术的核心。对于短波光学器件及高能高频电子设备的需求同益增长。宽带隙半导体材料如SIC(3．OeV，2K)和Ga

7、N(3．5eV)在近lO年一直活跃在最前沿。最近，另一种宽带隙半导体材料氧化锌(Zn0)也引起人们同样的关注。纳米氧化锌是近年来开发出的一种新型多功能、多用途、高性能精细化工产品，在很多场合下扮演着一种不可替代型生产资料的角色，市场需求量也随之增长。随着脉冲激光沉积(PLD)[8，9]、分子束外延(MBE)[10，11]、金属有机气相沉积(MOCVD)[12]、高温合成法[13]等技术的发展，人们可以制备出结构更加完善的zn0纳米材料。由于纳米氧化锌的粒子尺寸小，比表面积大，具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和一系列优异的电、磁、光、力学和化学等宏观特性，使其