水热法生长ZnO纳米结构研究

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1、硕士学位论文水热法生长ZnO纳米结构研究StudyofZnoNanOstructuresGrOwthbyUsingHydrothermalMethod作者姓名：任霾明学科、专业：邀电王堂皇固笠电王堂学号：21002114指导教师：送趟毯完成日期：星Q!墨生墨旦大连理工大学DaliaIlUniVersityofTechnolOgy删删㈣删圳删洲珊ⅢlY2416823大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包

2、含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：筮塑姿叁坠型垒查叁垒塑亟塞作者签名：焦丝型j日期：望!圣年』月笪日大连理工大学硕士学位论文摘要zn0材料禁带宽度为3．37ev，激子束缚能高达60mev，远高于室温热离化能26mev。这些优异的性能使zn0材料在短波长发光器件、透明导电电极、压电传感器、太阳能电池、场发射器件等领域有着广阔的应用前景。ZnO纳米结构形貌

3、非富多彩，如：纳米管、纳米棒、纳米针、纳米环以及纳米花等。由于ZnO基纳米器件的性能与纳米结构的表面形貌、特性有着重要的关系。因而进行一维盈内纳米阵列最佳制备工艺的研究，实现znO纳米结构的可控生长，对于发展znO纳米器件的应用有着重要的意义。本文以制各znO纳米结构为出发点，着重研究了制备工艺参数(生长温度、冷却方式、生长时间)对水热法生长的znO纳米阵列的影响，可得主要结论如下：(1)以GaN／A1203为衬底，研究了生长温度(100—2000c)对水热法合成的zno纳米结构的影响。在较低的温度下(<140oC)，生长出了

4、由六角纳米颗粒组成的、连续的Zno薄膜；而在较高温度下(>1800c)，生长出了取向性很好的、垂直于衬底的Zno纳米尖阵列。通过研究ZnO的初始成核情况，我们发现随着生长温度的增加，znO纳米颗粒的初始成核密度逐渐降低。所以，在生长温度较低时，高密度的纳米颗粒在生长中很容易彼此结连，形成Zn0薄膜；而在生长温度较高时，较低的成核密度意味着比较大的颗粒间距，在之后的生长中就容易形成相互独立的纳米棒。(2)以G心i／A1203作为衬底，研究了三种冷却条件对水热法合成的ZnO纳米结构的影响。I号样品不经过冷却，反应结束后直接将样片从

5、反应釜中取出；II号样品是将反应釜浸没到11oC的冷水中进行冷却：III号样品是在室温条件下自然冷却。实验发现II和III样品的纳米线长度明显大于I号样品的长度，这表明znO纳米线在lloc水中冷却和室温下自然冷却条件下仍然在继续生长。同时在电子显微镜图片中可以看出经过水冷处理的样品II更容易产生尖锐的纳米尖。(3)以si作为衬底，研究了不同生长时间(<1h)对水热法制备的znO纳米结构的影响。研究表明，随着反应时间的增加，纳米线顶部变得越来越尖锐。这是因为反应溶液在室温下放入提前设定好温度的干燥箱中，溶液的温度不断的增加，在

6、足够长的时间后才能达到设定的生长温度。如果所用的生长时问不足以使生长溶液达到设定的生长温度，那么生长时问越长，溶液的最终温度越高，在同等的冷却条件下其冷却速率越高，越容易形成尖锐的纳米尖。关键词：zn0纳米结构；生长温度；生长时间；冷却速度；水溶液法水热法生长乃10纳米结构研究StudyofZn0NanostmcturesGfowtllbyUsingHydro也ennalMetllodAbstractZincoxide(ZnO)isas锄iconductormatedalw池widebandgapof3．37eVaIldeXc

7、itonbindingene唱yupto60meVwllichismuchhi曲erdlanmomte功peratureiollizationenergyof26mev_Suchpropertiesm豳emeznOmat舐a1potentialc锄didatcsformallyappli龆tionssuch嬲shortwaVelengnllightemittiIlgde_vices，T】瞪msparentconductir唱elec的des，solarcells，6eldemiss主ondevicesandsoon．Zillc

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