zno納米帶的光學(xué)性能分析畢業(yè)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 會(huì)拓展到其它溫度，甚至?xí)频礁偷姆秶?。在此，我要感謝我的指導(dǎo)老師，謝謝您！。作為一種半導(dǎo)體，ZnO是直接躍遷、寬禁帶半導(dǎo)體材料( Eg=)[24]，相當(dāng)于波長(zhǎng)為368nm光子的能量[25,26]，有較高的激子束縛能(～60meV)，當(dāng)能量大于或等于能隙的光(h≥Eg )照射時(shí)，納米ZnO吸收能量高于其禁帶寬度的短波光輻射，產(chǎn)生電子躍遷，自行分解出自由移動(dòng)的帶負(fù)電的電子(e－)，同時(shí)留下帶正電的空穴(h+)，形成空穴電子對(duì)，空穴可以激活氧和氫氧根，使吸附于其上的水和空氣變成活性的氧和氫氧根，它們具有很強(qiáng)的氧化還原作用，損傷細(xì)菌的細(xì)胞膜而產(chǎn)生殺滅細(xì)菌的作用。圖15為ZnO納米帶光致發(fā)光譜圖，反映了在不同的激發(fā)強(qiáng)度下，納米帶紫外發(fā)射的情況。圖11 In/ZnO納米帶的SEM圖[20] 圖12 In摻雜的ZnO納米帶與未雜的ZnO納米線的室溫光致發(fā)光譜[20]In摻雜的ZnO納米帶的可見(jiàn)發(fā)光明顯比無(wú)摻雜的ZnO納米線增強(qiáng)，這可能是由于In的重?fù)诫s導(dǎo)致晶格扭曲而產(chǎn)生一些與可見(jiàn)光相關(guān)的缺陷。一般情況下只有在缺陷很少時(shí)才能觀測(cè)到激子發(fā)光，本文中的樣品在高溫(600℃)時(shí)快速取出的，相當(dāng)于對(duì)樣品進(jìn)行了淬火，使得高溫狀態(tài)下的缺陷保留了下來(lái)，所以樣品中存在較多的缺陷，從而造成了激子湮滅。從譜圖中可以看出，Sn摻雜氧化鋅納米帶存在強(qiáng)的綠光發(fā)射譜峰和較弱的紫外發(fā)射譜峰兩個(gè)發(fā)射峰，圖8左上角插圖對(duì)應(yīng)納米帶的紫外發(fā)光譜峰。圖6所示為鍍金2min的樣品的PL光譜圖，可以看到兩個(gè)主要的峰。 熱氧化法任山等人利用金原子催化作用[15]，在鋅的熔點(diǎn)以下用低溫氧化的方法制備出了ZnO納米帶，%的鋅塊用砂紙磨光，然后按順序研磨金相砂紙，磨完以后放到稀鹽酸溶液清洗，然后用去離子水沖洗，并浸在無(wú)水乙醇中超聲清洗5min，取出用去離子水清洗，吹干表面。再通過(guò)TEM圖像發(fā)現(xiàn)，ZnO納米帶沿長(zhǎng)度方向具有統(tǒng)一的寬度，其寬度和厚度分別為20～400nm和10～20nm，較長(zhǎng)的納米帶長(zhǎng)度達(dá)到了幾微米。將上面配制好的生長(zhǎng)溶液轉(zhuǎn)到Teflon（特富龍）中，然后放入溫度為150℃的烤箱中加熱20h之后取出，自然冷卻至室溫。min水浴溫度20℃時(shí)，沉積產(chǎn)物為納米帶；當(dāng)N2流量為300 cm3由于納米帶的規(guī)則幾何形狀和極少的缺陷以及ZnO的優(yōu)良性質(zhì)，王中林教授等預(yù)言ZnO納米帶是研究低維的輸運(yùn)現(xiàn)象和制作功能器件的理想材料。溫度控制在1400℃，蒸發(fā)時(shí)間2h，在常壓下通入氬氣，氬氣的氣壓為300Torr，流速為50cm3現(xiàn)在可通過(guò)氣相法、水熱法、濺射法[4]、共沉積法、熱蒸發(fā)法[5]、噴霧熱解法[6]等方法，能制備出ZnO納米棒、納米線、納米管、納米帶等一維納米結(jié)構(gòu)[7]。摘 要ZnO作為一種重要的寬帶隙半導(dǎo)體材料，具有較好的光學(xué)性能。通過(guò)對(duì)其不同納米結(jié)構(gòu)的研究，引發(fā)了人們對(duì)一維納米結(jié)構(gòu)的研究熱潮。在ZnO的制備過(guò)程中沒(méi)有使用任何催化劑，﹪的ZnO粉末放在Al2O3管中，再把A1203管放置在石英管爐子中進(jìn)行加熱。他們等認(rèn)為氣固生長(zhǎng)模式（VS）比較適合ZnO納米帶的生長(zhǎng)，即在高溫區(qū)域ZnO粉末蒸發(fā)形成氣體，到低溫區(qū)域后直接沉積到基底上長(zhǎng)成了帶狀的結(jié)構(gòu)。當(dāng)N2流量為150 cm3取鋅的堿性溶液3ml，～～，～(簡(jiǎn)稱乙二胺: EDA), 其中Zn2+與EDA的摩爾比為1∶50～1∶60，然后對(duì)溶液進(jìn)行超聲20～40min。將配好的溶液放入烤箱中，在160℃條件下烘烤12h，最后取出清洗、干燥，得到的白色產(chǎn)物就是ZnO納米帶。再通過(guò)TEM可以發(fā)現(xiàn)，得到的ZnO納米結(jié)構(gòu)為單晶的納米帶，其寬度約50nm，厚度10nm左右，而長(zhǎng)度達(dá)到幾微米，用這種方法同樣可以制成ZnO納米帶。 無(wú)摻雜ZnO納米帶的光學(xué)性能任山等人通過(guò)熱氧化法合成了ZnO納米帶[15]，并對(duì)其光學(xué)性能進(jìn)行研究，他們采用PL發(fā)光測(cè)量系統(tǒng)來(lái)表征（R IGAKU UV5560）ZnO納米帶的光致發(fā)光譜（PL）性質(zhì)，其中的激發(fā)波長(zhǎng)為325nm。 圖7 Sn摻雜ZnO納米帶的XRD譜[16] 圖8 Sn/ZnO納米帶的室溫光致發(fā)光譜[16] 圖8是室溫下Sn/ZnO納米帶的光致發(fā)光譜(PL)，采用的光激發(fā)波長(zhǎng)為325nm。()處存在一個(gè)藍(lán)光發(fā)光峰,并沒(méi)有觀測(cè)到激子發(fā)光峰。而In摻雜的ZnO納米帶具有相似的發(fā)光積分強(qiáng)度比約1∶5，與ZnO納米線相比，納米帶的紫外峰相對(duì)強(qiáng)度明顯降低，且綠光發(fā)射帶展寬，可能是由于重?fù)诫sIn所導(dǎo)致的同時(shí)In的重?fù)诫s將產(chǎn)生更多的氧空位缺陷，使綠光發(fā)射增強(qiáng)。他們將制備好的ZnO納米帶用超聲分散，沉積到藍(lán)寶石基底上，用飛秒激光器作為激發(fā)源觀察了納米帶的光致發(fā)光。 抗菌機(jī)理納米ZnO具有很高的光催化活性，是一種光催化半導(dǎo)體抗菌劑。本次論文能順利完成，要多些張老師的耐心指導(dǎo)，張老師學(xué)識(shí)淵博，待人和藹，非常負(fù)責(zé)。迄今，人們根據(jù)ZnO納米帶獨(dú)特的準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)、規(guī)則的外形、極少的線性缺陷以其優(yōu)良的光學(xué)性能，已經(jīng)利用ZnO納米帶材料制成激光器等光學(xué)儀器了。同樣，2004年Kazuki Bando等也對(duì)ZnO納米帶納米激光器做了報(bào)道[23]。 圖13
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