【正文】 學(xué)四年的讀書生涯即將在這個(gè)季節(jié)劃上句號(hào)，同時(shí)我也要開始我的另一段征程。感謝同組的同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予的幫助。您淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力，還有您好學(xué)上進(jìn)、求學(xué)若渴的精神，對(duì)我的影響很大，一直是我崇拜的對(duì)象，也是我在以后的工作、學(xué)習(xí)、生活中要學(xué)習(xí)的榜樣。因此后續(xù)研究應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)簡(jiǎn)單高效、易于工業(yè)化生產(chǎn)的方法；深入研究材料結(jié)構(gòu)對(duì)其光、電、磁、聲等性能的影響；并加強(qiáng)材料應(yīng)用技術(shù)研究，以期在高能太陽能電池、光致發(fā)光器件、氣體傳感器和生物傳感器等終端產(chǎn)品中充分發(fā)揮材料的納米尺寸效應(yīng)。水熱條件下 Zn(OH)2 形成 Zn(OH)42等生長(zhǎng)基元，具有偶極特性。以 a = r{0001}/ r{10 0} ( r 為生長(zhǎng)速率 ) 表示沿 C 軸方向的生長(zhǎng)速率與柱面方向的生長(zhǎng)速率之比，當(dāng) a 1 時(shí)晶粒將成片狀或板狀，當(dāng) a《 1 時(shí)晶粒將為長(zhǎng)柱狀。短柱直徑與長(zhǎng)度均約1μm。/min,步長(zhǎng) ,形貌觀察采用 JEOL 5900 掃描電鏡。本文主要研究在水熱條件下加入表面活性東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論12劑對(duì)微細(xì)氧化鋅形貌的影響，及初步討論其調(diào)控機(jī)理。另外不同的晶體質(zhì)量，體現(xiàn)不同的晶體性能，不同的生長(zhǎng)方法，會(huì)生長(zhǎng)出不同質(zhì)量 ZnO 晶體。 ZnO 晶體國內(nèi)研究現(xiàn)狀在起初的研究工作中，人們普遍認(rèn)為 ZnO 的激光受激發(fā)射需要產(chǎn)生在納米尺度空間，在此空間內(nèi)容易形成電子一空穴等離子體和光反射微腔。（5）合成了居里溫度超過室溫的 ZnO 基稀磁半導(dǎo)體材料。自旋晶體管比傳統(tǒng)的場(chǎng)效應(yīng)管速度更快，效率更高。ZnO 薄膜的沉積溫度僅為 500℃左右，遠(yuǎn)低于 GaN 的沉積溫度。水熱法生長(zhǎng)的晶體熱應(yīng)力小、宏觀缺陷少，均勻性和純度較高。在此過程中，ZnO 粉末首先溶解，形成飽和溶液 Zn(OH)42。此法裝置簡(jiǎn)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論9單、操作容易、粒度均勻可控，但成本費(fèi)用較高，仍有團(tuán)聚問題，進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)目前有一定難度。 均勻沉淀法均勻沉淀法 【14】 與直接沉淀法不同，溶液中的沉淀劑(構(gòu)晶陽離子或陰離子)是逐步、均勻地產(chǎn)生出來的，避免了沉淀劑局部過濃的現(xiàn)象，所制得的納米 ZnO粒徑小、分布窄、分散性好，效果優(yōu)于直接沉淀法。與傳統(tǒng)材料制備方法相比較，溶膠－凝膠法具有如下的優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)溫度低，顆粒間聚集和生長(zhǎng)過程易于控制；所得顆粒粒徑小一（3～5nm），純度高，并且粒度分布范圍狹窄；可以調(diào)控凝膠的微結(jié)構(gòu)。近幾十年間，溶膠凝膠技術(shù)在化學(xué)及生物標(biāo)記的研究和應(yīng)用方面取得了巨大進(jìn)展。同時(shí)由于納米 ZnO 無毒、無味、不分解且不變質(zhì)，因此在化妝品中添加納米 ZnO 有很好的護(hù)膚、美容作用，既能屏蔽紫外線防曬，又能抗菌除臭；氧化鋅也是皮膚的外用藥物，對(duì)皮膚有收斂、消炎、防腐、防皺和保護(hù)等功能 【11】 。如添加納米 ZnO 輪胎側(cè)面膠的抗折性可由 10 萬次提高到 50 萬次，而且其用量?jī)H為常規(guī) ZnO 用量的 30~50%【9】 。納米 ZnO還可用作圖像記錄材料、半導(dǎo)體材料及電容器等。利用這種性能可做溫度計(jì)及氣體傳感器。有一些高分子聚合物的氧化、還原以及在有機(jī)合成與分解反應(yīng)中，采用納米 ZnO 做催化劑，能極人提高反應(yīng)速率和產(chǎn)品質(zhì)量。 ZnO 的性能及應(yīng)用ZnO 是一種多功能半導(dǎo)體氧化物，具有良好的電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)和生物性能，因此在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用。圖 ZnO的晶格結(jié)構(gòu)圖東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論4Zn 原子按六方緊密堆積排列，每個(gè) Zn 原子周圍有四個(gè)氧原子，構(gòu)成 ZnO46 負(fù)離子配位四面體，在 C 軸方向 ZnO 四面體之間是以頂角相連接，四面體的三次對(duì)稱軸 L3 與晶體中的 L6 平行，四面體的一個(gè)頂角指向C(000 )，四面1體的底面平行于+C(0001) 面，即由于 Zn、O 原子在 C 軸方向上不是對(duì)稱分布的，構(gòu)成了極性晶的特征。ZnO 加熱到300℃以上時(shí)呈黃色，冷卻后又恢復(fù)白色，一般認(rèn)為這是紫外光的吸收峰向可見光區(qū)域移動(dòng)的原因。ZnO 具有高熱容、高導(dǎo)熱系數(shù)、高熔點(diǎn)、低膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，ZnO 的導(dǎo)熱性是橡膠的五倍，線膨脹系數(shù)很低，所以它具有優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性。由于有大束縛能的激子更易在室溫下實(shí)現(xiàn)高效率的激發(fā)射, 因此與 ZnSe (22meV)、ZnS (40meV)和GaN(25meV) 相比, ZnO 是一種在室溫或更高溫度下,具有很大應(yīng)用潛力的短波長(zhǎng)發(fā)光材料。在納米材料中，界面原子占極大比例，而且原子排列互不相同，界面周圍的晶格結(jié)構(gòu)互不相關(guān)，從而構(gòu)成與晶態(tài)、非晶態(tài)均不同的一種新的結(jié)構(gòu)狀態(tài)?！　〖{米材料是指晶粒尺寸為納米級(jí)(109米)的超細(xì)材料。特別是目前人們經(jīng)常提起的納米材料給社會(huì)的發(fā)展和人們的日常生活帶來了不曾想到的變化。Gleiter 在高真空的條件下將粒徑為 6nm 的 Fe 粒子原位加壓成形，燒結(jié)得到納米微晶塊體，從而使納米材料進(jìn)入了一個(gè)新的階段。一個(gè)直徑為3nm 的原子團(tuán)包含大約900個(gè)原子，幾乎是英文里一個(gè)句點(diǎn)的百萬分之一，這個(gè)比例相當(dāng)于一條300多米長(zhǎng)的帆船跟整個(gè)地球的比例。同時(shí)也成為當(dāng)今倍受關(guān)注的材料。ZnO 具有特殊的化學(xué)吸附解吸性能，在空氣中加熱到 500℃以上，O 從 ZnO 晶體表面解析，從而留下可吸附的位置，這些位置使填隙原子 Zn 接近表面；溫度下降時(shí)，O 原子被吸附在這些位置，填隙原子 Zn 的一個(gè)電子被 O 原子俘獲，電荷的轉(zhuǎn)移使 ZnO 的導(dǎo)電性能降低，形成對(duì)H 原子有強(qiáng)烈的親和力的帶單電荷的 O，遇到有 H 原子的環(huán)境，它會(huì)轉(zhuǎn)化成OH釋放出一個(gè)電子，從而使 ZnO 的導(dǎo)電性能提高。其晶胞由互相貫穿的六角柱密堆積晶格構(gòu)成，晶格結(jié)構(gòu)如圖 所示。而上、下兩層 ZnO46四面體的頂角都是指向晶體的負(fù)極面。下面我們就對(duì)納米 ZnO 的一些主要用途做一簡(jiǎn)單的介紹。 光、電及氣敏等領(lǐng)域當(dāng)納米材料的晶粒尺寸與光波波長(zhǎng)、傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)、超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或比它們更小時(shí)，一般固體材料賴以成立的周期性邊界條件將被破壞，.表現(xiàn)出小尺寸效應(yīng)。且其螢光波長(zhǎng)比 GaN 更短，因此在光存儲(chǔ)應(yīng)用中可以進(jìn)一步提高光存儲(chǔ)的密度，從而在光電子領(lǐng)域?qū)τ谔岣吖庥涗浐托畔⒌拇嫒∷俣绕鸬椒浅Ｖ匾淖饔?，納米 ZnO 薄膜有望成為下一代紫外光半導(dǎo)體激光器，這將引起光信息存儲(chǔ)的巨大變革 【8】 。原子在外力變形條件下自己容易遷移，表現(xiàn)出甚佳的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性能。同時(shí)通過對(duì)納米 ZnO 的紫外可見光特性的研究表明 【11】 ，在可見光區(qū)，納米 ZnO 比普通 ZnO 對(duì)可見光的吸收弱的多，有很好的透過率，因此具有高度的透明性。 溶膠 凝膠法溶膠凝膠法 【13】 起源于十八世紀(jì)。通過控制以上影響因素，可以調(diào)控顆粒的尺寸。雖然如此，目前溶膠法在制備量子尺寸氧化物方面有著獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，已成功地合成了量子尺寸的 WOCdSe、Fe 2O ZnO 等透明溶膠。近年來用 W/O 型微乳液制備超細(xì)粉體得以流行。而且水熱合成法中，溶劑并不僅限于水，也可以是其它極性或非極性的溶劑，例如苯等。與溶膠凝膠法相比，水熱法更有利于環(huán)境凈化，具有較好的發(fā)展前景。1996－1997 年,P Yu，DM Bagnall 等人相繼發(fā)現(xiàn)在藍(lán)寶石基片上定向生長(zhǎng)的納米微結(jié)構(gòu) ZnO 晶東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論10體薄膜有受激發(fā)射現(xiàn)象，發(fā)光波長(zhǎng) 380nm。今天的信息世界是由電子來攜帶信息，局域磁距存儲(chǔ)信息，光傳輸信息。通過改變基質(zhì)成分，合成了 ZnxMg1xO 半導(dǎo)體材料，改變了禁帶寬度，獲得了波長(zhǎng)更短的紫外發(fā)光。合成 ZnO 單晶可以采用高溫熔融法、助溶劑法、氣相反應(yīng)法、水熱法，但現(xiàn)在還沒有一種即快速又高質(zhì)量的合成 ZnO 完整晶體的工藝。在薄膜制備工藝、P 型半導(dǎo)休摻雜、發(fā)光二極管制造、多色化 ZnO 發(fā)光材料、ZnO 納米材料制備、ZnO 基稀磁半導(dǎo)體材料的制備方面等達(dá)到國際先進(jìn)水平。雖然國外 ZnO 晶體生長(zhǎng)技術(shù)取得很大的突破，水熱法生長(zhǎng) ZnO 晶體仍有很多方面需要研究，晶體質(zhì)量和生長(zhǎng)速度有待進(jìn)一步提高。 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)一步驟：一定量的水合硝酸鋅和一定量的氫氧化鈉溶解在一定量的蒸餾水中，攪拌約 90 分鐘后移入 50mL 聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，外加不銹鋼保護(hù)裝置后放入烘箱內(nèi)，100℃下保溫 15 小時(shí)；實(shí)驗(yàn)二步驟：一定量的水合硝酸鋅和一定量的氫氧化鈉溶解在一定量的蒸餾水中，再加一定量的表面活性劑到其中，攪拌約 90 分鐘后移入 50mL 聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，外加不銹鋼保護(hù)裝置后放入烘箱內(nèi)，100 度下保溫 15 小時(shí)。微晶直徑約 100 nm，長(zhǎng)度約1～3μm ，長(zhǎng)徑比可以達(dá)到 30。產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)與形貌完全是在表面活性劑的影響下發(fā)生改變。并與添加一種表面活性劑制得的氧化鋅微晶的形態(tài)進(jìn)行比較，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討水熱法制備超細(xì)微晶特征形成的機(jī)理。作為一種新型半導(dǎo)體材料，納米氧化鋅已成為面向 21 世紀(jì)的新型高功能精細(xì)無機(jī)產(chǎn)品。四年，仿佛一瞬間，那些美好的記憶此時(shí)一一浮現(xiàn)在我的腦海。感謝學(xué)校給我提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。而此時(shí)，我最想把我最真摯的謝意獻(xiàn)給我的導(dǎo)師陳慶春教授。另外，