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热蒸发制备ZnO纳米线及其特性研究

作　者: 庄彬平
导　师: 赖发春
学　校: 福建师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 氧化锌 纳米结构 热蒸发 衬底 光致发光
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 103次
引　用: 1次
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内容摘要


一维氧化锌(ZnO)纳米材料因其独特的物理和化学特性使得它在光电子学、生物、医学等诸多领域具有极其广阔的应用前景。因而,开展一维ZnO纳米材料的制备及其特性的研究具有很重要的实际意义。本文针对现今一维ZnO纳米材料在平面显示技术上的一些应用问题,研究了在导电衬底上制备ZnO纳米材料及其特性;并针对众多影响ZnO纳米结构生长的因素,研究了不同衬底和朝向对ZnO纳米结构及其性质的影响。具体内容如下:首先,采用热蒸发法,首次在铜箔衬底的两个不相邻位置上一次同时制备了大量ZnO纳米线,而在其他位置上却没有ZnO生成。由于温度和气流气压的影响,在这两个不相邻位置上生长的ZnO纳米线,其侧面平整度不同,光致发光主要都是带隙态发光,而氧缺陷态发光均相对较弱,但缺陷态发光强度不同。其次,以Au为催化剂,研究硅和石英衬底及其朝向对生长ZnO纳米结构和性质的影响。实验结果发现,不同朝向的Si衬底得到具有不同形貌、拉曼光谱和光致发光特性的ZnO纳米结构,衬底背向蒸发源生长的是ZnO薄膜,而面向蒸发源生长的是ZnO纳米线;然而在不同朝向的石英衬底上却得到具有相似形貌、拉曼光谱和光致发光特性的ZnO纳米梳状结构。结果表明,衬底的材料和衬底的方向对生长ZnO纳米结构及其光致发光性质有着至关重要的影响。最后,在镀有透明导电薄膜即掺Al的ZnO的蓝宝石衬底上,研究不同沉积温度对生长ZnO纳米结构的影响。结果表明,随着沉积温度从500℃升高到600℃,实验产物由ZnO薄膜结构转变为纳米带和纳米片,且ZnO纳米结构的内在缺陷也随之增加。

全文目录


中文摘要  2-3
Abstract  3-4
中文文摘  4-6
目录  6-8
绪论  8-21
  引言  8-9
  ZnO纳米线的基本性质  9-12
  ZnO纳米线的制备方法  12-14
  ZnO纳米线的应用前景  14-15
  ZnO纳米线的热蒸发制备方法和生长机制  15-19
  ZnO纳米线的制备装置和表征手段  19-20
  本论文的研究内容  20-21
第一章 在铜箔上生长ZnO纳米线及其特性  21-32
  第一节 引言  21-22
  第二节 实验过程  22-23
  第三节 结果和讨论  23-31
    1.生成物的结构  23-25
    2.ZnO纳米线的形貌和成分  25-30
    3.ZnO纳米线的光学特性  30-31
  第四节 本章小结  31-32
第二章 衬底材料及其朝向对ZnO纳米结构生长的影响  32-42
  第一节 引言  32-33
  第二节 实验过程  33-34
  第三节 结果和讨论  34-41
    1.Si衬底  34-37
    2.石英衬底  37-40
    3.光学特性  40-41
  第四节 本章小结  41-42
第三章 温度对ZnO纳米结构在掺Al的ZnO薄膜衬底上生长的影响  42-50
  第一节 引言  42-43
  第二节 实验过程  43
  第三节 结果和讨论  43-49
    1.结构  43-45
    2.形貌  45-48
    3.光学性质  48-49
  第四节 本章小结  49-50
第四章 结论  50-52
参考文献  52-61
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  61-62
致谢  62-63
个人简历  63

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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