论文部分内容阅读
氧化锌作为一种重要的Ⅱ-Ⅵ半导体材料，由于它在电学、光学、机械及声学等方面卓越的性能，已引起人们广泛的兴趣。氧化锌室温下禁带宽度为3.37eV，具有较大的激子束缚能(～60meV)，是一种关键性的技术材料。由于在基底上高度有序生长的ZnO纳米结构可制作短波激光器和Grartzel太阳能电池电极，近年来成为人们研究的热点。特别是最近ZnO纳米线(棒)在室温下光致紫外激光的发现，极大地推动了固体基底上制备高质量定向生长的ZnO纳米线(棒)的研究。另外，多形态的纳米材料(氧化锌纳米带、纳米针及纳米花等)对基础性研究及应用研究具有重要而深远的意义。同时，高质量的ZnO纳米线(棒)阵列用外延生长的方法获得，其中异质外延生长多以昂贵的蓝宝石、单晶硅为固体基底，需要复杂贵重的仪器设备和较高的温度；同质外延生长需要在非外延的基体上(如硅或玻璃)预先沉积一层ZnO薄膜作为生长ZnO纳米线阵列的形核层。 湿化学法由于其设备简单、操作容易、成本低及有利于大规模使用等特点，越来越受到人们的青睐。所以本课题就采用简单的湿化学法合成了几种氧化锌纳米材料。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、X射线能谱仪、透射电镜及荧光光谱仪对所得产物进行了结构表征分析及光学性能测试。主要有以下几个方面的工作： 1．氧化锌种子法制备氧化锌纳米线二维阵列 采用硝酸锌和六亚甲基四胺为原料，利用低温溶液法在修饰过ZnO纳米粒子膜的普通载玻片上成功制备出具有高长径比、高度取向的ZnO纳米线阵列。并初步探讨了氧化锌种子膜的预处理对氧化锌阵列形貌的影响。 2．二氧化钛种子法制备氧化锌纳米棒二维阵列 以硝酸锌和六亚甲基四胺为主要原料，采用简单、低温的水热法在预先修饰过金红石二氧化钛薄膜的硅基体上生长了取向性好的ZnO纳米棒阵列。测试结果表明，ZnO纳米棒的平均直径为100nm，长度为1μm。属于六方纤锌矿结构且沿c轴择优取向生长。室温下的荧光测试表明，ZnO纳米棒阵列膜在389nm处具