准一维纳米氧化物的气相合成和结构表征

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1、准一维纳米氧化物的气相合成和结构表征摘要纳米技术领域最近有很大的发展，各种准一维纳米材料如纳米线、纳米针、纳米带和纳米管等相继被合成和分析。这些优异的材料具有高比表面的独特结构，因此它们展现了一些新奇的物理特性。它们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潜在的应用。本文采用热蒸发的方法制备出A1203／Si02同轴纳米线异质结、Zn2Ge04包裹的ZnO纳米棒阵列和Ge掺杂ZnO纳米梳、In掺杂GazO，纳米线等准一维纳米材料，并利用场发射扫描电镜(FE—SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRT

2、EM)、能量弥散X射线衍射仪(EDS)以及光致发光谱(PL)等分析测试手段，对所合成的纳米材料的形貌、成分、结构以及物性进行了研究。根据测试结果我们探讨了不同形貌纳米结构的形成原因和生长机制，并对其发光性质做了迸一步的分析。以下是本文的主要研究结果：1．具有周期孪晶结构的A1203／Si02同轴纳米线异质结的合成及表征利用Al粉(纯度为99．999％)和SiO粉的混合物，通过最简单的热蒸发法，我们成功合成了大量具有周期孪晶结构的A1203／Si02同轴纳米线异质结。这种A1203／Si02同轴纳米线异质结的生长过程是基于气一固生长机制。我们用扫描

3、电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量弥散X射线衍射仪(EDS)和光致发光光谱(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。研究表明这种具有两层结构的纳米线线径均匀，直径范围大约在lOO一150nm之间。其中芯部为直径约为50nm的具有孪晶结构的A1203纳米线，外层为非晶si02外壳。在室温测得的PL谱经过拟合可以得到三个发光峰，分别是364nm、398nm和442nm。2．ZnzGe04包裹的ZnO纳米棒阵列和Ge掺杂ZnO纳米梳的合成和光致发光性能研究通过最简单的热蒸发法在Si衬底上成功合成了Zn2Ge04包裹的ZnO

4、纳米棒阵列和Ge掺杂ZnO纳米梳。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。对于纳米梳，梳柄一边的梳齿比另一边的梳齿要长，但是两边的梳齿有一样的直径范围，约为数十纳米。Zn20e04包裹的ZnO纳米棒阵列和Ge掺杂ZnO纳米梳的生长过程是基于气一固生长机制。我们对产物室温下的光致发光性能进行了研究。光致发光谱显示所得纳米结构有一个发光中一t5在382nm的窄的紫外发光峰和一个发光中心在494nm的宽的绿色发光峰。‘3．In掺杂Ga203纳

5、米线的合成及生长机制、光学性能研究在1000℃温度条件下，通过热蒸发金属Ga和In203的混合物，我们合成了In掺杂Ga203"Z”字型纳米线和未掺杂的Ga203纳米线。这些纳米线的生长过程是基于气一固生长机制。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。研究显示那些直径均匀的纳米线直径大约为100nm，而那些“z”字型纳米线直径约为几百纳米。在室温光致发光谱中，只观察到一个强而宽的发光带，中心位于457nm处，属于绿光区，是由氧空位和

6、镓氧空位对的复合辐射发光引起的。关键词：热蒸发；准一维纳米材料；纳米线；纳米梳；VS生长机制；光致发光；掺杂Vapor—phaseSynthesisandCharacterizationofQuasi-one—dimensionalNano-oxideAbstractRecentadvancesinthefieldofnanotechnologyhaveledtothesynthesisandcharacterizationofanassortmentofquasi—one—dimensional(Q1D)structures．suchasnan

7、owires，nanoneedles，nanobeltsandnanotubes．Thesefascinatingmaterialsexhibitnovelphysicalpropertiesowingtotheiruniquegeometry谢thtlighspecificsurface．Theyarethepotentialbuildingblocksforawiderangeofnanoscaleelectronics，optoelectronics，magnetoelectronics，andsensingdevices．Inthispa

8、per,A1203／S102coaxialnanowireheterostructures．Zn2Ge04coatedZn0nanoro