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1、第13卷第5期功能材料与器件学报Vol13,No52007年10月JOURNALOFFUNCTIONALMATERIALSANDDEVICESOct.,2007文章编号:1007-4252(2007)05-0453-06ZnO纳米棒水热法制备及其发光性能靳福江,李珍,李飞(中国地质大学材料科学与化学工程学院,武汉430074)摘要:采用水热法在玻璃基底上成功制备出了ZnO纳米棒。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对ZnO纳米棒的晶体结构和表面形貌进行了表征,初步探讨了ZnO纳米棒的生长机理;同时对ZnO纳米棒的光致
2、发光性能进行测量,分析了水热温度和反应时间对ZnO纳米棒光致发光性能的影响。结果表明:ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿结构,具有沿(002)晶面择优生长特征;随着水热反应温度的升高,ZnO纳米棒的发光强度逐渐增强;随着反应时间的延长,ZnO纳米棒发光强度在1~3h内增强,而在3~10h反而减弱。关键词:ZnO纳米棒;水热法;生长机理;发光性能中图分类号:O612,O734文献标识码:AHydrothermalsynthesisandluminescenceperformanceofZnOnanorodsJINFujiang,LIZhe
3、n,LIFei(CollegeofMaterialandChemicalEngineering,GeosciencesUniversityofChina,Wuhan430074,China)Abstract:zincoxidenanorodshadbeensuccessfullypreparedbyhydrothermalsynthesisonglasssubstrates.X-raydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM)wereusedtocharacterizethe
4、ZnOnanorods.SEMimaginesindicatedthatZnOhexagonalnanorodsgrewalongcaxisonglasssubstratesandgrowthmechanismofZnOnanorodswasdiscussed.PhotoluminescencespectraandanalyseluminescencemechanismofZnOnanorodsweremeasured.TheresultshowedthatluminescentintensityofZnOnanorodsenha
5、ncedwithhydrothermaltemperaturewhileluminescentintensityofZnOnanorodsenhancedwiththereactiontimeprolong,in1~3h,butbecameweakin3~10h.Keywords:ZnOnanorods;hydrothermalsgnthesis;grownmechanism;luminescentintensity0前言体,室温下其禁带宽度3.37ev,有较高的激子结合-1能(60meV)和光增益系数(300cm),远大于其它Z
6、nO是一种直接宽禁带Ⅱ-Ⅵ族化合物半导收稿日期:2006-09-22;修订日期:2006-12-15基金项目:中国地质大学(武汉)优秀青年教师资助计划资助项目;湖北省铁电压电材料与器件重点实验室(湖北大学)开放基金资助项目.作者简介:靳福江,(1981-),男,硕士,中国地质大学(武汉)材料科学与化学工程学院,从事一维纳米材料制备与性能研究(E-mai:lmingqi_319@163.com).通讯作者:李飞(E-mai:lalexfly2002@sina.com).454功能材料与器件学报
7、13卷宽禁带半导体,如GaN:21~25meV,因此它很有希(PL,美国PeakinElear公司,LS-55型激发源Xe)望用作低阈值短波长发光器件。一维ZnO纳米材对ZnO纳米棒形貌结构及光致发光性能进行了表[1]料因其超高的机械强度,高发光效率,较低的激征。[2]光发射阈值,高化学稳定性和热稳定性,使ZnO[3]纳米线在低压荧光,短波激光器,化学传感器,太2结果与讨论[4]阳能电池,场发射显示器等领域有着广泛的应用2.1ZnO纳米棒的制备与生长机理研究前景,越来越受到人们的关注。目前,制备ZnO
8、纳2.1.1ZnO纳米棒的XRD分析米棒的方法很多,主要有VLS催化反应生长[5~6][7,8][9~11]我们通过水热反应成功制成了纯净的六方纤锌法,MOCVD法,热蒸发法,水热合成[12][13]矿结构ZnO纳米棒
