钴掺杂对氧化锌纳米阵列形貌的影响-论文.pdf

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1、第22卷第2期北京印刷学院学报2014年4月Vo1．22No．2JournalofBeijingInstituteofGraphicCommunicationApr．2014钴掺杂对氧化锌纳米阵列形貌的影响吴秋芳，姚凤兰，赵盼，陈书雅，张春梅(北京印刷学院102600)摘要：以六水合硝酸锌、四水合醋酸钴和六次亚甲基四池的广泛应用提供了可能。目前，制备氧化锌纳米胺为原料，采用化学沉淀法在预涂有氧化锌晶种的玻璃衬结构的方法主要有物理气相沉积法、化学气相沉积底上制备了氧化锌纳米薄膜，研究了钴掺杂浓度对氧化锌法、化学沉淀法和电沉积法等。化学沉淀法成本薄膜形貌

2、和结构的影响。结果表明，在没有钴掺杂的情况低、操作简单，是一种有效的合成氧化锌纳米棒、纳下，合成的氧化锌薄膜为高度有序的棒状阵列，氧化锌纳米线等纳米结构的技术。本文采用化学沉淀米棒为六方纤锌矿结构，并具有沿(002)晶面择优生长的法，在生长溶液中掺杂钴离子，制备了钴掺杂氧化特性。随着钴掺杂浓度的增加，氧化锌的结构没有发生变锌纳米薄膜，并研究了钴掺杂浓度对氧化锌纳米薄化，但形貌从棒状变成片状，形成了片状氧化锌薄膜。关键词：氧化锌纳米阵列；钴掺杂；形貌膜形貌和结构的影响。中图分类号：TG146文献标志码：A1实验部分文章编号：1004·8626(2014

3、)02~076-031．1氧化锌晶种的制备EffectofCo-dopingContentonthe用脱脂棉球擦洗玻璃基片，去除表面油污，分MorphologyofZnONanorodArrays别用无水乙醇、丙酮和去离子水超声清洗15min，wuQiufang，YAOFenglan，ZHAOPan，并用氮气吹干。将清洗好的基片用紫外光处理CHENShuya，ZHANGChunmei10min。用匀胶机在基片上旋涂乙酸锌一乙醇溶(BeijingInstituteofGraphicCommunication，Beijing102600，China)液，

4、其中乙酸锌在乙醇中浓度为0．005mol／dm。Abstract：ZnOnanofilmsweresuccessfullysynthesizedon将旋涂好的基片在马弗炉中300％热处理20min，glasssubstratescoatedbytheZnOseedingviaachemical即可在基片上得到一层致密的氧化锌晶种薄膜。method，andtheeffectofCoconcentrationonthestructureandmorphologyofZnOfilmswasinvestigated．Theresults1．2钴掺杂纳米阵列的

5、制备indicatedthatboththestructureandmorphologyoftheZnO将六水合硝酸锌和六次亚甲基四胺(HMT)以filmsevolvedwiththeconcentrationofcobahionsinthe等摩尔浓度混合，配置成生长溶液，其中硝酸锌的solution．TheZnOnanorodwaswurtzitestructure，whichwashexagonalinshape．Thenanorodsgrewverticallyonthe浓度为0．1mol／dm。掺杂的乙酸钴的浓度分别为substrate．Wi

6、ththeincreaseofCoconcentration．the0，0．001，0．005，0．010，0．030和0．050mol／dm。morphologyofZnOfilmchangedfromnanorodtonanosheet．将表面生长有氧化锌晶种的基片放入有生长溶液Keywords：ZnOnanorodarrays；Co“concentration；Mor—phology的烧杯中，保持温度95℃，水浴加热3h。取出基片，用去离子水和酒精冲洗干净，冷却到室温，且室氧化锌是一种直接带隙半导体材料，在室温下温下干燥。禁带宽度为3．37eV

7、，激子束缚能高达60meV。由1．3样品表征于优良的光学和电学特性，各种形貌的氧化锌材料利用x射线衍射仪(XRD，BrukerD8Advance)被广泛应用于光学、电学等领域¨。。过渡金属元测定样品的晶型结构，利用场发射扫描电子显微镜素掺杂的氧化锌可以变为稀磁半导体，其在自旋电(FE．SEM)(日立，$4800)观察样品的表面形貌。子学领域的潜在应用受到广泛关注。此外，钴掺杂2结果与讨论氧化锌有新的物化特性，为气体传感器和太阳能电图1为不同钴掺杂浓度下氧化锌薄膜的XRD收稿日期：2013-01-13图。没有钴掺杂时，纳米薄膜的衍射峰峰位和78北京印刷

8、学院学报见图3(b)。当钴掺杂的浓度进一步增加时，氧化增强，衬底表面仅有较小的氧化锌颗粒生长。锌薄膜逐渐从棒