納米材料導(dǎo)論cvd法-閱讀頁(yè)
2024-12-23 11:40本頁(yè)面
【正文】 后取出樣品 ,表面顯灰黑色。 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 3. 1 ZnO 納米線表征 圖 2為 ZnO納米線 XRD測(cè)試結(jié)果圖譜 ,從圖中可以看到 :只有在34. 5176。衍射峰強(qiáng)度大 ,寬度小 ,說(shuō)明產(chǎn)物純度高 ,結(jié)晶程度好 ,為 ZnO單晶納米線。圖 3 ( a)是樣品的正面SEM圖 ,從圖中可以看出 : ZnO納米線的直徑在 100nm 左右 ,有一定的傾斜度。圖 3 ( c)是樣品的斷面大視場(chǎng) SEM圖 ,可以看出ZnO納米線高度一致 ,排列較為有序。 ( b) ZnO納米線斷面放大 SEM圖 。 ( b) magnifide cross2section SEM images of ZnO nanowires( c) cross2section SEM images of ZnO nanowires 3. 2 ZnO 納米線的生長(zhǎng)機(jī)理 ZnO納米線下面有一層 ZnO 薄膜 ,所以本研究中的 ZnO 納米線生長(zhǎng)機(jī)理跟傳統(tǒng)的氣 2液 2固 (VLS)機(jī)理 [ 10 ]有所不同。此時(shí)在基片位置處的氣相過(guò)飽和度低 ,氣相 ZnO將凝聚成 ZnO納米團(tuán)簇 ,團(tuán)簇的熱運(yùn)動(dòng)速度急劇下降 ,重力場(chǎng)作用較明顯 ,因此 ZnO納米團(tuán)簇在重力場(chǎng)作用下沉積在基片表面 ,形成一層 ZnO納米團(tuán)簇。為了證實(shí)這一理論 ,研究中將沉積時(shí)間從 30min縮短到 5min,發(fā)現(xiàn)在 Si基片上生長(zhǎng)的 ZnO薄膜如圖 4所示 ,粒徑在100nm左右 ,與 ZnO納米線直徑一致。 ( b) ZnO納米線頂端的 EDS圖譜 Fig. 5 ( a) EDS spectra of ZnO grain。 可能是 ZnO在結(jié)晶過(guò)程中由于晶界的毛細(xì)管作用將金液滴吸到了ZnO薄膜上面。在隨后的生長(zhǎng)過(guò)程中氣相的 ZnO被催化劑金液滴吸附按 VLS機(jī)理生長(zhǎng)成 ZnO納米線。因此整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程可歸納為 : (1) ZnO粉末分解為氣相 ZnO→ ( 2)氣相 ZnO凝聚為納米團(tuán)簇并沉積在 Si基片上 ( T基片 700℃ ) → (3) Si基片上的 ZnO納米團(tuán)簇結(jié)晶為 ZnO薄膜 ( T基片 = 700℃ ) → (4)在金的催化作用下 ZnO納米線在 ZnO薄膜上生長(zhǎng) ( T基片 = 700℃ ) 。 ZnO納米線的生長(zhǎng)機(jī)理與傳統(tǒng)的 VLS機(jī)理不同 ,在 Si (100)襯底上先生長(zhǎng)了大約 500nm厚的 ZnO薄膜 , ZnO納米線生長(zhǎng)在 ZnO薄膜
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