学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

准一维金属氧化物半导体纳米材料的气相合成、结构表征及发光性能研究

作　者: 徐亮
导　师: 苏勇
学　校: 合肥工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 准一维纳米材料热蒸发方法单重纳米孪晶闪锌矿结构光致发光
分类号: TN304
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 138次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,一维纳米材料因其在众多领域所显示出重要应用前景而受到普遍重视。准一维纳米材料,包括纳米线（棒）、纳米管、纳米带、纳米同轴电缆、异质结与超晶格纳米线,不仅是研究电、光、磁、热等基本物理性质尺寸与维度依赖的理想体系。而且可以作为连接与功能组元在“由下至上”设计与构建新一代电子、光电器件中发挥不可替代的作用。目前有关准一维纳米材料的研究已经成为纳米材料科学领域的中心课题之一。虽然准一维纳米材料的研究已经取得长足进步,在短短的十几年的时间内便完成了由材料制备向原型器件的跨越。同时应该注意到,准一维纳米材料的可控合成依然是个有待解决的问题。实现对准一维纳米材料的生长、成份、结构的人工控制,是准一维纳米材料应用的前提和基础。围绕准一维纳米材料的可控合成及其物性,我们做了一系列的研究,主要的研究工作及结果如下: 1.自组装周期孪晶结构的In掺杂ZnO纳米线的制备、结构表征、生长机制以及发光性能研究准一维纳米材料的掺杂对其实际应用具有重要意义,但这方面的研究还刚刚起步。我们利用催化剂辅助的气相法及某些有机物、氧化物系,易形成成分掺杂结构的特性,采用将In₂O₃与Zn（CH₃COO）₂·H₂O在高温下混合蒸发的方法,首次合成了在纳米线径向上具有周期纳米孪晶结构、高掺杂浓度的单晶ZnO纳米线。并提出一种结合VLS机制和∑3孪晶界的141°凹角模型解释了纳米线的生长。光致发光的测量发现掺杂ZnO纳米带的紫外（UV）发光峰相比未掺杂的样品明显红移并且展宽。我们认为发光峰的红移归结于半导体能隙的缩窄,而展宽则归结于非均匀掺杂及掺杂导致的带尾态的影响。根据UV峰位的位移,估算出ZnO掺杂纳米线中的载流子浓度约为7×10¹⁹cm^-3。我们的研究为准一维纳米材料的掺杂提供了一种有效的途径。 2.三元氧化物ZnGa₂O₄纳米线的气相合成及其生长机制、发光性能研究多元氧化物准一维纳米材料的气相合成极少有报道,其研究还有待开展。我们采用气相法成功地制备出尖晶石矿（立方）结构的三元氧化物ZnGa₂O₄的纳米线。在产物中发现这种结构的单晶ZnGa₂O₄的纳米线,直径较为均匀,沿[111]方向生长,通过对ZnGa₂O₄纳米线生长机理的深入研究,我们提出一种自催化

全文目录

第一章绪论  14-39
  1.1 引言  14
  1.2 纳米材料概论  14-20
    1.2.1 概念  14-15
    1.2.2 纳米材料的发展历史  15-16
    1.2.3 纳米材料的分类  16-17
    1.2.4 纳米材料的特性  17-20
  1.3 一维纳米材料的研究概况及应用前景  20-37
    1.3.1 准一维纳米材料的(合成)制备方法概述  21-33
      1.3.1.1 气相法  22-30
      1.3.1.2 液相法  30-31
      1.3.1.3 模板法  31-33
    1.3.2 准一维纳米材料的物性研究及应用前景  33-37
  1.4 本章小结  37
  1.5 本文的选题背景、研究内容及意义  37-39
第二章一维纳米材料的气相合成实验方法与表征技术简述  39-44
  2.1 实验方法  39-40
    2.1.1 实验装置简介  39-40
    2.1.2 试验过程  40
    2.1.3 实验操作规程  40
    2.1.4 实验注意事项  40
  2.2 一维纳米材料的表征方法  40-44
    2.2.1 组织形貌与结构分析  41-42
    2.2.2 成分分析  42
    2.2.3 物性分析  42-44
第三章自组装周期孪晶结构的In掺杂ZnO纳米线的制备、结构表征、生长机制以及发光性能研究  44-57
  3.1 引言  44-45
  3.2 实验过程  45-46
  3.3 实验结果与讨论  46-56
    3.3.1 ZnO：In纳米线的形貌  46-47
    3.3.2 周期孪晶ZnO：In纳米线的结构与成份  47-50
    3.3.3 周期孪晶ZnO：In纳米线的生长机制  50-52
    3.3.4 枝晶ZnO：In纳米线的结构与成份  52-54
    3.3.5 ZnO：In纳米线的发光性能  54-56
  3.4 本章小结  56-57
第四章多元氧化物ZnGa_2O_4纳米线的气相合成及其生长机制、发光性能研究  57-65
  4.1 引言  57
  4.2 实验过程  57-58
  4.3 实验结果与讨论  58-64
    4.3.1 ZnGa_2O_4纳米线的形貌  59
    4.3.2 ZnGa_2O_4纳米线的结构与成份  59-62
    4.3.3 ZnGa_2O_4纳米线的生长机制  62
    4.3.4 ZnGa_2O_4纳米线的发光性能  62-64
  4.4 本章小结  64-65
第五章 Ga掺杂SnO_2纳米线的合成及生长机制、光学性能研究  65-73
  5.1 引言  65
  5.2 实验过程  65-66
  5.3 实验结果与讨论  66-72
    5.3.1 Ga掺杂SnO_2准一维纳米结构的形貌  66-67
    5.3.2 Ga掺杂SnO_2纳米线的结构与成份  67-69
    5.3.3 Ga掺杂SnO_2纳米线的生长机制  69-70
    5.3.4 Ga掺杂SnO_2的光致发光性能  70-72
  5.4 本章小结  72-73
全文总结  73-75
参考文献  75-81
硕士期间发表的论文  81

准一维金属氧化物半导体纳米材料的气相合成、结构表征及发光性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文