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《zno花束状晶须及纳米棒的制备与形貌控制》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、西北工业大学硕士学位论文摘要ZnO是新一代宽禁带、直接带隙的多功能11-VI族半导体材料。Zn0纳米材料在光电器件、表面声波和压电材料、场发射器件、传感器、紫外激光器、太阳电池等方面均具有广泛的应用前景。本论文采用水热法,以Zn(NO;)2.6H20(或Zn)和N2Ha-H20为原料,在不同的实验条件下成功地制备了不同结构形貌的ZnO纳米材料,包括纳米棒束、花状或柱状晶须、针状和多脚针状晶须以及ZnO晶须/纳米棒阵列等。以负离子配位多面体生长基元模型讨论了ZnO低维材料的形核和生长过程。研究结果
2、表明:(1)XRD测试结果显示所制样品均为纤锌矿ZnO.(2)Na2SC04氧化剂可以改变ZnO的形核过程,使所制ZnO为单个的棒状晶须体。(3)N2Ha-H20在体系中起着碱性的作用、配体的作用和还原剂的作用。N识4-H20浓度影响了前驱体溶液中ZnI十离子的存在形式,导致体系均匀性发生变化,改变了晶体的生长环境,从而影响了Zn0的形貌。(勺反应温度和保温时间因实验条件不同对ZnO形貌影响略有不同。(5)有机溶剂分子对晶面具有屏蔽作用,而表面活性剂对ZnO形貌的影响,主要归因于表面活性剂改变了
3、生长基元的存在形式、影响了形核过程和生长界面的性质。(6)ZnO样品荧光光谱测试表明纳米棒和晶须及阵列薄膜具有强的紫一紫外光发射峰和不同强度的蓝绿光发射峰。关键词:氧化锌晶须纳米棒水热法结构与形貌ABSTRACTABSTRACTZnOisanewgenerationalmultifunctionalII-VIcompoundsemiconductorwithawideanddirectbandgap.ZnOnanostructuresshowgreatpromisingapplicationsi
4、nopto-electricdevicessurfaceacousticwavedevices,piezoelectricitymaterials,fieldemiters,sensors,ultravioletLasers,solarcellsandsoon.Inthisdissertation,ZnOnano-materialwithdiversityofstructuresandmorphologies,includingnanorodclusters,rod-likewhiskers,n
5、eedle-likewhiskersandmulti-pod-needle-likewhiskers,andwhisker/nanorodarraysZnO,wereobtainedviaasimplehydrothermalroutebyusingzincsalts(orznic)andhydrazinehydrate困2H4-HZO)atvariousconditions.Theformationof1DZnOnanorodorwhiskerclustersisdiscussedwithgr
6、owthunitmodelofanioncoordinationpolyhedra.OurresultsshowthatallZnOobtianedpossesshexagonalwurtzitestructureidentifiedbyXRD.TheformationofZnOnucleuscanbecontrolledbyNa2SC04asoxidantandthesingle-rod-likeZnOwhiskershavebeensynthiesizedviathisstrategy.In
7、thesolution,N2H4actsasOi-Tsupplier,complexandreducingagent.TheconcentrationofN2144-H20stronglyaffectsthestateofzinccationintheprecursorssolution,whichresultsinthechangesofthesolutionuniformityandphysical-chemistryconditions,andulteriorlyaffectsthemor
8、phologiesofas-grownZnO.TemperatureandholdingtimeshavedifferenteffectsonZn0morphologiesatvariousconditions.OrganicsolventcanshieldthefacesofZnOcrystals.Surfactantisimportantfactorofcontrollingmar户ologiesofsynthesizedZnO,whichchangedtheformofthegrowthu