准一维纳米材料的气相合成、结构表征及发光性能研究(1)

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1、准一维纳米材料的气相合成、结构表征及发光性能研究摘要本文采用热蒸发的方法制备出ZnS、Ge02／ZnGe03、MgO和ZnO等准一维纳米材料；利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(xRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能谱(EDS)以及光致发光谱(PL)等分析测试手段，对所合成的准一维纳米材料的形貌、成分、结构和物性进行了研究，探索并发展了一些制备准一维纳米材料新方法，分析了不同形貌纳米结构的形成原因和生长机制，并对其发光机制以及形貌对发光性质的影响做了进一步的分析。以下是本文的主要研究结果：1．热蒸发法合成ZnS纳米结构的研究在氩＼氢的气氛下，采用

2、热蒸发ZnS粉末方法合成出高产率的单晶ZnS纳米带，实验过程中未采用催化剂和基底。我们对产物进行了XRD、SEM、HRTEM的测试，表明所合成的纳米带由怠好的单晶结构，大约几百个纳米宽，几十个纳米厚。不同温度区域上沉积的ZnS纳米结构的形貌和直径有所不同，在940～810’C温区，产物形貌为宽度约几百个纳米，厚度几十个纳米的形态规则的ZnS纳米带；在810～720℃温区，产物形貌为直径约几百个纳米的蠕虫状一维结构：而在720～670"C温区，产物形貌为直径约几十纳米的ZnS纳米线。分析表明：ZnS纳米结构的形貌和直径与纳米结构的生长温度有关。2．链球状Ge02／ZnGe

3、03晶体结构的合成与发光性能研究通过热蒸发的方法，我们合成了大量均一的链球状Ge02／ZnGe03晶体结构。x射线衍射分析表明产物主要由Ge02组成，另外还混有少量的ZnGe03。扫描电镜观察表明该结构是由很多的颗粒链组成。该链状结构包含两个部分：椭球部分和直线部分。电子能谱分析表明该结构的不同部分由不同的成分组成。室温光致发光谱显示所合成的结构有一个很强的488．5纳米处的发光峰。3．枝状MgO纳米结构的合成与表征利用热蒸发的方法，我们合成了大量的枝状MgO纳米结构。通过X射线衍射分析表明产物是由纯的单晶MgO构成。扫描电镜和透射电镜的观察表明MgO枝状纳米结构是由很

4、多粗的MgO棒上长出了很多细的MgO纳米线的结构组成。其中纳米线有几十个微米长，直径大约几十个纳米，优先沿[00U方向生长。室温光致发光谱表明所合成的MgO纳米结构有一个401nm处强的发光峰和一个502nm处弱的发光峰。4．ZnO纳米结构的制各及发光性能研究氩氧气氛下，800。C热蒸发锌粉制得纳米线和纳米颗粒。900"C条件下，在空气中加热锌粉制得ZnO晶须。所获得的纳米线直径在30一100nm范围内，纳米颗粒的直径在50nm左右，而晶须的直径可达几百个微米。通过纳米线、晶须和块体ZnO的发光性能的比较，我们发现结晶质量、表面态和缺陷态是影响ZnO发光的主要因素。关键

5、词：热蒸发；准一维纳米材料；硫化锌：二氧化锗：氧化镁；氧化锌。Vapor-phaseSynthesis，CharacterizationandPhotoluminesceneePropertiesofQuasi-one—dimensionalNanomaterialsAbstractInthispaper,quasi—one·dimensionalnanostmcturedZnS，GeOffZnGe03，MgOandZnOhavebeensynthesizedbythermalevaporation．nlemorphology，structure，chemicalcom

6、positionandphysicalpropertiesofthesequasi·one—dimensionalnanostructuresarecharacterizedusingscanningelectronmicroscopy(SEM)，X-raydiffraction(XRD)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)，high-resolutiontransmissionelectronmicroscopy(HRTEM)，energydispersiveX—rayspectroscopy(EDS)andphotolumines

7、cence(PL)spectroscopy．Somenovelmethodstosynthesizequasi-one—dimensionalnanostructureshavebeendeveloped．111egrowthmechanismsofone—dimensionalnanostructuresofdifferentmorphologiesarefurtherinvestigated．nlerelationshipbetweenphotoluminescencepropertiesandthemorphologiesisdis