ZnO納米結構的水溶液法制備與表征.pdf

1、氧化鋅屬于的寬帶隙(3.37eV)半導體，常溫下激子束縛能為60meV。其結構為纖鋅礦晶體結構，室溫下可以實現(xiàn)受激發(fā)射。由于氧化鋅具有獨特的光學、電學等性能而被認為是重要的新型多功能材料。它在光電子學、激光器以及光電二極管等方面有重要的應用。ZnO成為當今半導體材料研究領域的熱點是由于1997年Tang等人報道了ZnO薄膜的近紫外受激發(fā)射現(xiàn)象。最近，由于氧化鋅納米陣列具有更好的光電性能而再次成為研究的熱點。氧化鋅納米陣列的制備在很大程度

2、上是研究納米陣列生長位置、尺寸、方向以及均一性的可控性。
　　本論文主要采用水溶液法，在具有pattern的藍寶石基片上，采用不同生長溫度成功的制備出了氧化鋅納米結構，并利用反刻蝕法在pattern藍寶石基片上制備出了規(guī)則的氧化鋅納米管;利用X射線衍射、FLS920穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光光譜儀以及掃描電子顯微鏡(SEM)等表征方法對薄膜的結構、光學性能、表面形貌進行了分析，探討了水溶液中不同生長溫度對氧化鋅結構的影響，以及反刻蝕制備氧化鋅

3、納米管的機理。主要研究內容如下:
　　(a)采用兩步水溶液法，在經(jīng)過酸煮的普通藍寶石(0001)和pattern藍寶石(0001)基片上用脈沖激光沉積法預先沉積一層ZnO種子，然后通過控制溶液生長溫度制備ZnO納米結構。X射線衍射儀的2θ掃描結果顯示，在兩種藍寶石基片上制備的氧化鋅納米結構均具有高c軸擇優(yōu)取向。室溫PL光譜表明，在兩種藍寶石基片上不同溫度下制備的氧化鋅薄膜其紫外及可見發(fā)光差別較大，其中在pattern藍寶石基片上8

4、0℃條件下生長的氧化鋅納米結構具有最強的紫外發(fā)光。SEM結果顯示，隨著水溶液中生長溫度的增高，六角氧化鋅納米柱的尺寸在減小，長徑比在增大。這些結果表明高質量的、規(guī)則的、具有非常好紫外發(fā)光性能的ZnO納米結構能夠采用本文的方法很容易的制備出來。
　　(b)采用兩步水溶液法，在經(jīng)過酸煮的pattern藍寶石基片上成功的制備了規(guī)則的氧化鋅納米柱陣列;通過對制備出的氧化鋅納米陣列樣品進行反刻蝕，可以得到紫外發(fā)光性能好的氧化鋅納米管陣列。通