【正文】 納米 ZnO 的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用性能的研究還不深入。(2) 晶體的形貌不僅與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與其生長時的物理化學(xué)條件有關(guān)。氧化鋅晶體是六方晶系,可以顯露的晶面有六方柱 m{10 0} 、六方錐或六方雙錐 p {10 1}和負(fù)(正) 11極面(0001)。而圖 的兩張圖顯示，添加了表面活性劑所得到的 ZnO 微晶呈六邊形短柱狀，大小不均勻，且表面還附著很多 ZnO 小顆粒。晶體結(jié)構(gòu)采用 Philips 3710 衍射儀進(jìn)行表征，采用 Cu 靶，工作電流 20mA，電壓 40kV，掃描速度 5186。近年來，有很多學(xué)者研究通過分析不同的反應(yīng)條件（如：反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、酸堿度等）對微細(xì)氧化鋅形成的影響以及對微細(xì)氧化鋅形貌的調(diào)控。 存在的問題ZnO 晶體是一個多功能晶體，其優(yōu)良的電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)使其能夠在不同領(lǐng)域中獲得應(yīng)用，但不同的應(yīng)用面對性能要求的著重點不同，生長條件的變化將影響 ZnO 晶體性能指標(biāo)。并制備了摻入 Mg 的 ZnxMg1xO 晶體薄膜，獲得深紫外發(fā)光。（4） 合成含有不同摻雜劑的發(fā)光材料，特別是通過摻雜各種稀土離子元素，合成了幾種具有不同發(fā)光光譜的發(fā)光材料一。如給半導(dǎo)體激光器提供自旋極化的電子，所產(chǎn)生的激光有更好的模式穩(wěn)定性和低的電流。研究證實 ZnO 半導(dǎo)體的激子束縛能高達(dá) ，遠(yuǎn)高于室溫?zé)犭x化能 ，也高于 ZnSe()、ZnS()、GaN() 的激子束縛能。其原理是利用高溫高壓的水溶液使那些在大氣條件下不溶或者難溶于水的物質(zhì)溶解或反應(yīng)生成該物質(zhì)的溶解產(chǎn)物，并達(dá)到一定的過飽和度而進(jìn)行結(jié)晶和生長的方法。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示:ZnO (Powder)+OH+2H2O→Zn(OH) 42→ZnO(crystal)+OH +2H2O在此項技術(shù)中，將 ZnO 粉末溶于 4mol/L 堿性溶液后至于高壓反應(yīng)釜內(nèi)，以 30O℃/min 的溫度梯度加熱至 385℃。制備技術(shù)的關(guān)鍵是制備微觀尺寸均勻、可控、穩(wěn)定的微乳液。該法具有工藝簡單、操作簡便、對設(shè)備要求低、容易批量生產(chǎn)等優(yōu)點，是工業(yè)生產(chǎn)納米氧化鋅的首選方法；由于過程中是沉淀劑與反應(yīng)物直接接觸而沉淀，會引起成局部濃度過大而造成產(chǎn)物粒度分布不均勻、分散性較差、粉體易團(tuán)聚。例如 TiOSnO ZnO、Al 2O3 以及其它納米結(jié)構(gòu)。這一成果引起了材料科學(xué)界的極大興趣，被認(rèn)為是溶膠一凝膠技術(shù)的真正開端。說明納米 ZnO 較普通 ZnO 具有很好的可見光透明性及紫外線遮蔽特性。同時由于添加納米 ZnO 制品具有防老化、高彈性、高溫沖擊韌性以及抗靜電、抗磨擦著火、使用壽命長等優(yōu)異性能使其廣泛應(yīng)用于玻璃、功能塑料以及橡膠制品中。因此納米 ZnO 用做半導(dǎo)體膜、光導(dǎo)通訊保護(hù)膜和聲學(xué)的壓電膜等。氣敏材料的基本要求是對吸附氣體有快速的反應(yīng)，吸附后能改變其物理性質(zhì)，且反應(yīng)可逆，能再生，而納米 ZnO 的高比表面積、高活性等表面半導(dǎo)體性能正是增進(jìn)氣體元件靈敏度的重要原因，致使外界壞境(如溫度、光、氣等)十分敏感，從而引起其電阻顯著變化。因此納米 ZnO比普通 ZnO 具有更高的催化活性及光催化活性 【5】 。從 ZnO46四面體的結(jié)晶方位與晶體各個面族的對應(yīng)關(guān)系可以看出，晶體結(jié)構(gòu)與晶體形貌之間是有內(nèi)在聯(lián)系的 【4】 。這種 c 面的極化分布使得 Zn 和 O 面具有不同的性質(zhì)，導(dǎo)致其形成標(biāo)準(zhǔn)磁偶極矩，使 ZnO 本身具有自極化作用。ZnO 的遮蓋力和著色力主要取決于其折射率和粒度，當(dāng)粒度為 時，ZnO 的著色力最高。 ZnO 的性質(zhì) ZnO 無毒、無味，密度為 ，是由無定形或針狀小顆粒組成的白色粉末。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論2 氧化鋅(ZnO)是一種用途十分廣泛的半導(dǎo)體功能材料,在常溫下禁帶寬度是 3. 37 ev,是典型的直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料,同時它的激子束縛能高達(dá)60meV, 比室溫?zé)犭x能 26meV 高很多, 激子不易發(fā)生熱離化。從材料的結(jié)構(gòu)單元層次來說，它介于宏觀物質(zhì)和微觀原子、分子的中間領(lǐng)域。他所說的材料就是現(xiàn)在的納米材料。 諾貝爾獎獲得者 Feyneman 在六十年代曾經(jīng)預(yù)言：如果我們對物體微小規(guī)模上的排列加以某種控制的話，我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性，就會看到材料的性能產(chǎn)生豐富的變化。1990年7月在美國召開的第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會議，正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個新分支。　　納米材料研究是目前材料科學(xué)研究的一個熱點，其相應(yīng)發(fā)展起來的納米技術(shù)被公認(rèn)為是21世紀(jì)最具有前途的科研領(lǐng)域。ZnO 晶須有種形態(tài), 一種是一維纖維狀晶須，另一種為四針狀氧化鋅晶須（簡稱 T晶須）我重點介紹的就是四針狀納米氧化鋅的制備及性質(zhì)。 ZnO 對紫外光（λ400nm）和部分紅外光（λ800nm）有很強(qiáng)的吸收能力，東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論3對可見光（λ=400~800nm）有較高的折射率。從(0001) 方向看，ZnO 是由 Zn 面和 O 面密堆積組成的，為 AaBbAaBb 式排列，這種排列導(dǎo)致 ZnO 具有(0001)和(000 )面，即一個 Zn 極化面，一個 O 極1化面。正極面與四面體的面平行，在 c 軸方向 Zn、O 原子分布是不對稱的，表現(xiàn)出極性晶體的特征。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論5圖 ZnO的功能及應(yīng)用 催化及光催化領(lǐng)域由于納米 ZnO 具有極強(qiáng)的表面效應(yīng)，表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨著納米粒子尺寸的減小而大幅度地增加，粒子的表面能及表面張力也隨著增加，從而引起納米粒子性質(zhì)的變化；同時納米 ZnO 的表面原子所處的晶體場環(huán)境及結(jié)合能與內(nèi)部原子有所不同，存在許多懸空鍵，具有不飽和性質(zhì)，因而極易與其他原子相結(jié)合而趨于穩(wěn)定，所以具有很高的化學(xué)活性；另外，由于納米 ZnO 大的比表面積，表面的鍵態(tài)與顆粒內(nèi)部的不同，表面原子配位不全，這就導(dǎo)致表面活性位置增多，形成凸凹不平的原子臺階，加大了反應(yīng)接觸面。正是由于納米 ZnO 具有東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論6獨特的表面效應(yīng)及小尺寸效應(yīng)，使納米 ZnO 表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)以及氣敏等特性。利用納米 ZnO 的壓電敏的晶界效應(yīng)可制備納米 ZnO 薄膜壓電材料，表向光滑致密，易于制造，價格低，穩(wěn)定可靠，便于調(diào)變性能，易平面化、集成化。因此這種陶瓷硬度高，耐高溫，耐腐蝕，可用于制浴缸、地板磚及桌石等。在紫外區(qū)，納米 ZnO 對紫外光的吸收能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于普通 ZnO。二十世紀(jì)七十年代初德國科學(xué)家Dislich 報道了通過金屬醇盆水解得到溶膠，經(jīng)過凝膠化，得到了多組分的凝膠。應(yīng)用該方法已經(jīng)成功的合成了多種金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)。 直接沉淀法直接沉淀法 【14】 就是在可溶性鋅鹽溶液中直接加入一種沉淀劑，生成不溶于水的沉淀物，然后再通過分離、干燥、煅燒制得納米 ZnO 粉體。它是由水、油（有機(jī)溶劑） 、表面活性劑及其助劑組成的透明、半透明的、各相同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系，其中水被表面活性劑及其助劑單層包裹形成“微乳液” ，被稱為反應(yīng)介質(zhì)，稱其為“微型反應(yīng)器” ，通過“微水池”的尺寸來控制粉體的大小，制備納米物質(zhì)。早在二十世紀(jì)七十年代 Landise 和他的同事們就已經(jīng)對水熱合成技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，并合成了 ZnO 晶體。水熱法又稱高溫溶液法，包括溫差法、降溫法(或升溫法)及等溫法。受激發(fā)射來源于電子一空穴等離子體復(fù)合?，F(xiàn)在，人們越來越多的認(rèn)識到自旋電子器件遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的電子器件。（3）合成了結(jié)型的半導(dǎo)體二極管和紫外發(fā)光器件。高質(zhì)量的 ZnO東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論11單晶體非常難得，價格十分昂貴，僅有很少幾家公司可以提供高質(zhì)量的 ZnO 單晶，如 Cermet 公司采用高溫高壓熔融法制備的單晶片缺陷少于11010/m3，EaglePicher 公司采用分子束外延的方法在自制的 ZnO 單晶片上生長了 P 型半導(dǎo)體層，載流子濃度達(dá)到 11024/m3。目前國內(nèi)也開始從事 ZnO 單晶制備的研究。 本課題研究的目的ZnO 是一種重要的無機(jī)材料，在涂料、填料、傳感器以及光電子等領(lǐng)域都有重要用途，特別是納米氧化鋅用途更廣。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 實驗部分14 產(chǎn)物表征將所得產(chǎn)物進(jìn)行 X 射線衍射(XRD)確定晶體結(jié)構(gòu), 掃描電鏡(SEM)觀察形貌。而且可以看出所得到的 ZnO 微晶為單晶且結(jié)晶程度很高，這與 X 射線衍射的測定結(jié)果是一致的。 討論氧化鋅微晶的形態(tài)特征，首先與其晶體結(jié)構(gòu)有關(guān) 【18】 。(1) 以水合硝酸鋅和氫氧化鈉為原料，在水熱條件下制得的氧化鋅微細(xì)粉體的純度很高，且制得的粉體的晶粒粒度接近納米級氧化鋅。目前國內(nèi)外研究人員已發(fā)展了多種方法，制備出各種形態(tài)的的 ZnO 納米產(chǎn)品，有關(guān)納米氧化鋅的研究已取得了巨大進(jìn)展，但在制備方法上仍存在成本高、工藝復(fù)雜、工業(yè)化難度大等缺點。一路走來，離不開那些幫助過我關(guān)心過我的師長與親友們。最后，感學(xué)大學(xué)四年來所有關(guān)心幫助我的老師和同學(xué)們，在此向你們真誠的道一聲：謝