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ZnO作为一种宽禁带直接带隙II-VI族半导体材料,室温下ZnO的禁带宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 meV,是一种适合于室温或更高温度下的紫外发光材料;同时ZnO又具有很高的导电、导热性能和化学稳定性,所有这些性质使得氧化锌在透明导电膜、变阻器、太阳能电池材料和体声波器件等领域具有广阔的应用前景,因而氧化锌材料的制备、形貌的控制与应用研究成为当前研究热点的之一。 本论文利用水热法和直接化学沉淀法,成功制备了颗粒状、棒状、片状和花瓣状等结构的氧化锌,并对其形成机理和光学性能进行了初步研究。具体内容如下: 1.在水热条件下,以氯化锌为原料,利用不同结构的有机胺(乙胺、二乙胺、三乙胺和乙二胺)既作为碱源又作为晶体生长控制剂,通过控制有机胺的用量来控制氧化锌的形貌。对氧化锌样品用XRD,TEM/SEM进行了表征,研究结果表明:在不同的有机胺用量下,都可以得到六方纤锌矿结构的颗粒状和棒状氧化锌。同时,对不同结构的有机胺在氧化锌合成过程中的作用进行了初步研究。 2.利用低温液相直接沉淀法,以不同的锌盐(醋酸锌、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌)和氢氧化钠为原料,在不同的醇(甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、丙三醇)溶剂中,研究诸因素(反应物浓度、反应时间、反应温度、反应溶剂种类等)对反应产物的影响。XRD、TEM、SEM测试结果表明:在不同条件下,成功制备了六方纤锌矿结构、分散性良好、尺寸均一的8 nm左右的氧化锌颗粒,还得到了棒状、片状、花瓣状等不同纳米结构的氧化锌;讨论了不同反应条件对氧化锌形貌的影响。 3.水热法和液相化学直接沉淀法制备的氧化锌,在室温下的光致发光光谱表明:在不同实验条件下制备的氧化锌,主要发光峰相似,均具有较好的蓝光和绿光发光性能;通过EDS能谱分析,对氧化锌主要发光峰进行了发光机理的初步探讨,认为氧空位和锌填隙是氧化锌发光的主要原因;紫外吸收光谱表明,室温下制备的氧化锌纳米颗粒具有很好可见光透性和紫外吸收性能。