研究氧化锌纳米材料的研究进展-论文.pdf

《研究氧化锌纳米材料的研究进展-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、材料科学研究氧化锌纳米材料的研究进展I远(重庆师范大学物理与电子_T--程学院，重庆400047)摘要：很多人近年来对ZnO纳米材料进行了广泛的研究。本文主要从光学、气敏以及材料的形貌三个方面综述了ZnO纳米材料的进展。通过大量的掺杂不同的元素和改变制备条件的实验，观察ZnO纳米材料的发光、气敏和形貌改变，进而推测出ZnO纳米材料的发光、气敏和形貌改变的机理。关键词：氧化锌；光学；气敏；形貌D0I：10．3969／j．iSSI"I．1671—6396．2013．09．0261引言现出更好的光催化性能。还发现Pd掺杂的ZnO增强了在可ZnO是一种性能优异的半

2、导体材料，室温下禁带宽度为见光区域吸收，并且提高了光生电荷的分离率。这种光催化3．37eV，激子束缚能为60meV，具有很好的光学、电学、的改进有助于吸光能力的提高和光生载流子的分离率。催化特性【】4。。ZnO具有压电性，可以应用于光电器件、传感器、催化剂和复合材料等方面。ZnO不仅能制成良好的半富}曼嚣蓦导体和压电薄膜，亦能通过掺杂制成良好的透明导电薄膜，且原料易得、价廉、毒性小、制备方法多种多样，可以适应一～一～一一。不同需求，己成为一种用途广泛、具有开发潜力的薄膜材料^’u0嚣傅甚0一囊v盆之一【5】。因其较低的电和光损耗而被选作硅薄膜太阳电池的∞∞

3、∞∞mO前电极材料。它还具有很好的导电、导热和化学稳定性及良好的紫外吸收性能，在传感器、声表面波和太阳能电池等方w●v-lqBlh(m)面有较好的应用前景。同时氧化锌薄膜还有望开发蓝光、蓝图1纯zn0和Ag：Zn0的PL谱绿光、紫外等多种发光器件，也具有广阔的应用前景。为了进一步发展氧化锌在发光管、紫外光探测器、表面声波器件、压敏电阻器件等方面的应用，对于ZnO的研究最近主要分为：通过不同的元素掺杂氧化锌来改变氧化锌的光学性质、气敏性质和形貌，以及氧化锌的生物杀菌方面的研究。2氧化锌的光学性质的研究随着第三代半导体的产生并进一步发展，并且随着新能源开始进入

4、人们的日常话题之中，人们对氧化锌的研究越来越广泛，对ZnO光学的性质进行了广泛的研究。许多科学家对掺杂的氧化锌进行光学性质方面的研究。AdarshSandhu等『6]人利用湿法氧化掺杂工艺制备了Ag掺杂的ZnO纳米结构，并对其微观结构和光学性质进行了研究。o％1％pd2％Pd3％p哇4％硝高倍电子透射电子显微镜直接可以看出Ag已经存在于氧化图2对甲基橙进行60．1in的光解锌纳米线中，XPS显示了Ag是以氧化物化学状态存在于氧AlJcn~m化锌中。PL光谱(见图1)显示，Ag掺杂的氧化锌的紫外叠02n妯■幽I激发是纯氧化锌紫外激发的三倍以上，这是由于Ag光

5、载流曩0ln_I辩靠子比Zn离子的更容易逃逸。如果这样的材料做成发光器件会使这样的器件的发光效率大大提高。国内外科学家也尝试着进行双掺杂氧化锌，进一步改变锄_I材料的光学性质。如WoojinLee等L7J通过退火研究了A1—a共掺氧化锌薄膜的光电性质。经过450~C退火温度的样品电阻率减小，载流子浓度的增加。Al—Ga共掺使得氧化锌的硒0j岫光学带隙增加，而且氧化锌费米能级发生了移位。JunboZhong等]研究了Pd掺杂氧化锌的光催化性能的晒田I岫改变。从图2可以看出所有的Pd掺杂的ZnO比纯的ZnO表图3MEMS气敏器件的示意材料科学Gaoetal[J

6、]．Nanotechnology，2011，22[12]XinhuaHe，HuYang，ZhiwuChen，StephenSYLiaoeta1．Effectof[7】WoojinLeea，SungjinShina，Dae—RyongJunga，JongminKima，ChangwooCo—dopingcontentonhydrothermalderivedZnOarrayfilms[J]．Nahma，Taeho，Moonb，ByungwooPark，etal[J]．SciVerseScienceDirect．20SciVerseScienceDirect，

7、2012，407：2895-289912．12：628—631[13]G．Pineda-Hermindez，A．Escobedo—Morales，U．Pal，E．Chigo．Anotaet[8]JunboZhong，JianzhangLi，XiyangHe，JunZeng，YanLu，WeiHu，KunLinetala1．MorphologyevolutionofhydrothermallygrownZnOnanostructures[J】．sciVerseScienseDirect，2012，12：998—1001ongalliumdopingandth

8、eirdefectStructures[J]．2012，135：8