ZnO晶须的制备、表征及应用研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文ZnO晶须的制备、表征及应用研究姓名：裴新美申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：陈文2003.5.1武汉理工大学硕士学位论文中文摘要本文系统地研究了ZnO晶须的控制合成、生长机理及性能。采用简单豹气掇反应方法，实域了ZnO菸须形态彝足袋懿控裁爱长，裂备窭形态援整、结构均匀的各种ZnO晶须：T-ZnO晶须、～维ZnO晶须和ZnO阵列。ZnO菇矮可按生长靛美键是接镪i藏核秘生长过程，嚣反应薅系骢工艺参数决定潜成核和生长过程，最终控制ZnO晶须的形貌。耀SEM，TEM，HRTEM对ZnO晶须熬形

2、貌彝维构进露了分橱，结果表爨，T-ZnO晶须的生长机璎为气一阎机理。ZnO晶须的生长模型为八面体攀晶核生长模型，即先通过均匀或核形成八嚣体擎晶核，然居在殁个歪(0001)面上优先生长四根针体形成I"-ZnO晶须。TEM和HRT酬观察酋次给出了八面体擎晶核生长模型舱直接谖据。沉积在Si蒺板上的ZnO纳米线和ZnO阵列蓠先通避非均匀成核，群通过vS生长枫避沿C0001]方向择优生长。谯T-ZnO纳米晶须、ZnO纳米线和ZnO阵列室温光致发光谱中均鼹察到385nm的窄紫外发射蜂和495nm处的宽绿光发射峰，紫外发射蜂对威于

3、近带边发射，绿光发射峰对应于深能级发射。三种ZnO材料中的紫外峰强度搂谶，僵绿蜂强度麓掰很大；纳米线中的最强，T-ZnO纳米晶须中的次之，ZnO阵列中的最低。绿峰强度的不同取决予其结构中不同浓度的单离子氧空往。将ZnO纳米线在空气中950。C燕处遴l小时后，绿蜂强度大幅度下降，这证明与深能级发射肖关的氧空位浓度在热处理后大大降低。避透调节ZnO结构串酶戴空盈多少，可对ZnO静发光特髋进行诵控。程聚丙烯中加入T-ZnO晶须能降低复合材料的电暇率，复念材料导电毪撬胬弱橇臻W弱结为翳络导毫、隧瀵效应及尖端藏电等效殿。同霹，

4、T-ZnO晶须具裔三维或体增强效果，使PP的抗拉强度提高50％。关键词：氧化锌，晶须，形态控制，生长机理，性能茎坚里三奎堂堡主兰堡丝茎一——AbstractZn0materialsexhibitawiderangeofelectricalandopticalpropertiestllatdependsensitivelyonbothshapeandsize，andareofbothfundamentalandtechnologicalinterest．Wehavedemonstratedasimplevapor-ph

5、aseapproachtoeontrolgrowthof加whiskers．SometypesofZnOWhiskerswithvariousshapeandsize，includingtetrapod-likezn0(T-ZnO)whiskers，one．dimensionalwhiskers(nanowires)andarraysetc．，havebeenobtainedbycontrolledgrowthprocessinourlaboratory．111ekeyforcontrollingtheshapean

6、dsizeiSt}lelevelofsupersautrationthatcontrolsZn0nucleationandgrowth．11lesupersaturationinthereactionvesselstronglydependsontheprocessingparameters．ThestructuresofZn0whiskershavebeeninvestigatedbymeansofscanningelectronmicroscope(SEM)，transmissionelectronmicrosc

7、opy。(TEM)andhigh-rosolutiontransmissionelectronmicroscopy(I-mTEM)．111egrowthmechanismsofvariousZn0whiskersareproposedbasedonourexperimentalobservations．ResultsshowthatT-ZnOwhiskersgrowinVar'or-solidfVS)mechanism．T．ZnOwhiskersgrowinocta-twinmodel．Ourexperimental

8、observationgivesthedirectevidencetotheoctahedralmultipietwinnucleusmodelofT．ZnOwhiskenZnOnanowiresandarraysdeposited011SisubstratealSOgrowinvapor-solidfVS)mechanism．nleroomt