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目录中文摘要 (I)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 纳米材料的概念及其特性 (1)1.2 ZnO结构的特点与性质 (4)1.3 ZnO纳米结构的典型形貌 (8)1.4ZnO纳米材料的制备及研究概况 (13)1.5 ZnO纳米材料的性能及应用 (15)1.6 选题依据和研究内容 (16)第二章实验设备与测试表征方法 (19)2.1实验设备介绍 (19)2.2实验中所需要的主要材料和试剂 (21)2.3衬底的处理 (21)2.4样品的测试与表征 (21)第三章四角状ZnO纳米结构的制备及机理研究 (25)3.1四角状ZnO纳米结构的制备 (25)3.2四角状ZnO纳米结构的表征 (26)3.3 四角状ZnO纳米结构的生长机理 (30)i3.4本章小结 (32)第四章多角状ZnO纳米晶须的制备及机理研究 (33)4.1多角状ZnO纳米晶须的制备 (33)4.2多角状ZnO纳米晶须的表征 (34)4.3多角状ZnO纳米晶须的生长机理 (39)4.4本章小结 (42)第五章花束状ZnO纳米棒的制备及机理研究 (43)5.1花束状ZnO纳米棒的制备 (43)5.2花束状ZnO纳米棒的表征 (43)5.3花束状ZnO纳米棒的生长机理 (48)5.4 本章小结 (50)第六章全文总结及对今后研究工作的建议 (51)参考文献 (53)硕士期间发表的论文 (59)致谢 (61)iiZnO纳米材料的制备、表征及性能研究中文摘要近年来，由于宽禁带半导体材料在短波长发光器件、光探测器和大功率电子器件方面的广阔应用前景而备受关注，发展十分迅速,成为研究的热点。
ZnO是一种非常重要的多功能n型II–VI直接宽禁带化合物半导体材料。
室温下，其禁带宽度为3.37 eV，而且具有很大的激子束缚能和很好的热稳定性。
ZnO作为一种应用广泛的半导体，其独特的铁电、热电、催化和光催化特性以及在太阳能电池、气敏传感器、紫外光电二极管、透明电极及光电器件方面的重要应用，使其成为各国研究的热点。
⑧塑坚查兰堡±兰堕堡壅！！旦二丝塑鲞堕塑堕型鱼墨垄垄塾堡壁塑竺塞２．４ｚｎｏ一维纳米材料的应用纳米材料具有特殊的传输特性，光学特性以及表面效应，鉴于一维纳米材料的独特形貌和优异性能，使一维纳米材料在电子传输和纳米器件的组装中具有特殊的用途。
一维纳米材料纳米材料在场效应晶体管、单电子晶体管、二极管、逻辑电路、激光器、传感器方面具有广泛的应用。
ＺｎＯ一维纳米材料也是研究者关注的重点。
目前，已经利用ＺｎＯ一维纳米材料制作出了纳米级的紫外激光器，单电子晶体管，发光二极管，光电探测器和化学传感器等【５７。
６５１。
２．４．１ｚｎｏ纳米传感器半导体金属氧化物传感器具有小尺寸，低成本和与微电子加工的高度兼容性的优势，而纳米线基于其超高比表面积的特性，克服了灵敏度不高的基本限制。
ｚｎ０是最有前途的半导体金属氧化物气体传感器材料之一。
ＷａＩｌ等人通过微电子机械系统（ＭＥＭＳ）技术制备Ｚｎ０纳米线气体传感器（结构示意图如图２－３所示），并测试了其对乙醇气体的传感性质。
在３００。
Ｃ的工作温度下，ｚｎＯ纳米线气体传感器对乙醇气体显示出高度的敏感性和迅速的响应，这意味着ＺｎＯ纳米线在高灵敏度气体传感器上具有潜在的应用前景阳。
图２．３ｚｎｏ纳米线气体传感器的示意图Ｆｉｇ．２．３ＳｋｅｔｃｈｏｆｇａｓｓｅｎｓｏｒｍａｄｅｏｆＺｎＯｎａｎｏｗｉｒｅｓ⑧浙江大学硕二Ｅ学位论文ｚｎＯ一维纳米结构的制备及场发射性能的研究图４．１（ａ），（ｂ），（ｃ）ｚｎｏ纳米梳的场发射扫描电镜图像Ｆｉｇ．４．１（ａ），（ｂ），（ｃ）ＦＥＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｚｎＯｎａｎｏｃｏｍｂ１０＞和＜Ｏｌ—ｌＯ＞方向生长，将会得到纳米带。
ＺｎＯ存在着两种不同的极性面，中止于ｚｎ的ｚｎＯ（Ｏ００１）极化面具有化学活性，而中止于Ｏ的ｚｎＯ（０００一１）极化面在一些生长气氛里具有惰性１７…。
根据以上的结论，ｚｎ０纳米梳的形成过程由两步组成：先沿着ａ轴形成纳米带，然后沿着ｃ轴生长出纳米线。
ZnO纳米材料的制备及其发光特性的研究本文采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）在石英基片上制备了Al掺杂ZnO（AZO）薄膜的种子层,采用水热法制备了Al掺杂ZnO纳米棒（AZO NR）及Al掺杂ZnO纳米管（AZO NT）,同时采用液相还原法制备了Cu修饰的AZO纳米管（AZO/Cu NT）。
得出以下结论:1.采用溶胶-凝胶制备AZO纳米薄膜,分析Al掺杂浓度、预热温度、退火温度和匀胶机的旋涂速率等工艺条件对ZnO薄膜性能的影响。
结果表明:样品在Al掺杂浓度为1.5 at.%、预热温度和退火温度分别为400℃和900℃时结晶质量最好,晶粒分别均匀,薄膜的光催化效率也最好;匀胶机的旋涂速率直接影响薄膜的择优取向性,速率为60 r/min时,样品的所有XRD特征峰齐全,表明制备的样品为氧化锌的六角纤锌矿结构,当速率增大到3000 r/min时ZnO样品呈（002）择优取向。
2.采用水热法制备AZO NR,分析Al掺杂浓度、水热温度、水热时间、聚乙烯亚胺和种子层厚度工艺条件对AZO NR性能的影响。
结果表明:Al掺杂浓度为4 at.%、水热温度95℃和水热时间为10 h时样品的结晶质量最好、内应力最小,样品的长径比最大;种子层的厚度越大,纳米棒越致密,而聚乙烯亚胺能有效的减小纳米棒的直径。
3.采用二次水热法制备AZO NT,用化学沉积法制备AZO/Cu NT,分析H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>的量对纳米棒形貌的影响及不同形貌的样品对甲基橙（MO）光催化性的影响。
结果表明:H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>为20 ml时AZO NR呈管状,且AZO/Cu NT表现出良好的光催化性能。
ZnO纳米结构光学性质与器件应用研究近年来，纳米材料的研究引起了广泛的关注，其中氧化锌（ZnO）纳米结构因其独特的光学性质和广泛的器件应用潜力而备受研究者的关注。
本文将深入探讨ZnO纳米结构的光学性质，包括其光吸收、光发射和光散射等方面，同时讨论其在光电器件中的应用前景。
首先，我们将着重研究ZnO纳米结构的光吸收特性。
由于ZnO纳米材料具有较大的比表面积和量子尺寸效应，使得其对光的吸收率增强。
实验研究表明，在紫外光区域（约370 nm以下），ZnO纳米结构的吸收显著增强，这归因于其能带结构的尺寸量子限制效应。
此外，通过控制纳米结构的形状、尺寸和表面修饰等手段，还可以实现对光吸收特性的调控，从而提高光电转换效率。
其次，我们将探讨ZnO纳米结构的光发射特性。
ZnO纳米结构表现出独特的发光行为，包括紫外发光和可见光发光，并且在可见光区域表现出强烈的绿色光发射。
这种特殊的光发射行为主要源于ZnO纳米结构的局域化态缺陷和表面态缺陷。
实验研究发现，通过调控纳米结构的形状、尺寸和缺陷控制等方式，可以有效地改变其发光行为，为光电器件的设计和制备提供了新的思路。
此外，我们将介绍ZnO纳米结构在光散射方面的应用研究。
由于其高度结构化和可控性，ZnO纳米结构具有出色的光散射性能，可广泛应用于太阳能电池、光电传感器和光学波导等器件中。
特别是在太阳能电池领域，将ZnO纳米结构应用于光散射层可以显著提高光电转换效率。
此外，通过设计多层结构和优化形状等手段，还可以进一步提高其光散射性能，为光学器件的发展提供了新的途径。
最后，我们将展望ZnO纳米结构在光电器件中的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和深入研究，ZnO纳米结构在光电器件中的应用前景逐渐展现。
例如，利用ZnO纳米结构可实现高效的太阳能电池、高灵敏的光电传感器和高性能的发光二极管等器件。
此外，通过控制纳米结构的形状、尺寸和表面改性等手段，还可以进一步提高其器件性能和稳定性。
ZnO纳米材料的制备及其光性能分析ZnO纳米材料的制备及其光性能分析摘要：随着纳米材料的研究和应用逐渐深入，ZnO纳米材料因其优异的光学性质和广泛的应用潜力而备受关注。
本文通过对ZnO纳米材料的制备方法及其光性能的分析，探讨了其在可见光谱范围内的应用前景和潜在问题。
1. 引言ZnO是一种重要的半导体材料，在可见光范围内具有良好的透明性和光学性能。
纳米化技术使ZnO纳米材料的制备更加容易，并且能够调控其形貌和结构，进一步扩展了其应用领域。
本文主要研究了ZnO纳米材料的制备方法和其在光学性能方面的应用。
2. ZnO纳米材料的制备方法2.1 水热法水热法是制备ZnO纳米材料常用的方法之一。
通过在高温高压条件下将Zn源物与反应溶液中的脱水剂反应，在特定的温度、压力和时间下得到纳米级的ZnO颗粒。
这种方法可以控制纳米粒子的形貌和大小。
2.2 氧化法氧化法是将氧化锌粉末进一步破碎并通过化学反应得到纳米级ZnO颗粒的方法。
具体步骤包括溶液制备、沉淀制备和煅烧等。
这种方法制备的ZnO纳米材料通常具有较高的纯度和比表面积。
2.3 等离子体辅助沉积法等离子体辅助沉积法是一种通过等离子体溅射氧化锌薄膜并在退火过程中形成纳米颗粒的方法。
这种方法对制备较大面积的纳米薄膜具有较高的效率和可控性。
3. ZnO纳米材料的光性能分析3.1 光吸收与发射性质ZnO纳米材料在可见光谱范围内具有很好的吸光性能，吸收光谱主要集中在紫外光区域，具有很高的吸收系数。
此外，ZnO纳米材料还表现出良好的荧光性能，其荧光峰位主要在380-420 nm范围内。
3.2 光电导性质由于ZnO纳米材料是一种半导体材料，因此具有良好的光电导性能。
通过引入掺杂元素或修饰表面，可以调控和增强ZnO纳米材料的光电导能力。
这使得ZnO纳米材料在光电器件和太阳能电池等领域有广泛的应用前景。
3.3 光催化性能ZnO纳米材料具有较高的光催化性能，可以在可见光区域内吸收光能并产生电子-空穴对。
纳米结构氧化锌半导体zno薄膜的室温紫外激光发射引言1.1 概述纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜作为一种具有优异光学和电学性能的材料，近年来受到了广泛关注。
它不仅具有高透过率和低电阻率的特点，还表现出优异的紫外激光发射性能。
随着纳米技术的不断发展，人们对于纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜在光电器件和生物医学领域中的应用前景越来越感兴趣。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行阐述。
首先是引言部分，对纳米结构氧化锌半导体ZnO 薄膜的室温紫外激光发射进行了概述，并说明了文章的结构。
接下来是第二部分，详细介绍了纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜的基本原理、室温下紫外激光发射机制以及制备方法和工艺技术。
第三部分探讨了纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜在光电器件和生物医学领域的应用前景，并指出了制备和性能优化方面所面临的挑战。
第四部分详细描述了实验方法和结果分析，包括ZnO薄膜制备过程、结构表征和光学特性测试以及实验结果的分析与讨论。
最后一部分是结论及展望，对纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜的室温紫外激光发射进行总结，并提出未来研究方向和展望。
1.3 目的本文旨在系统地探讨纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜在室温下的紫外激光发射特性。
通过对纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜基本原理、室温下紫外激光发射机制以及制备技术等方面进行研究，进一步探讨其在光电器件和生物医学领域中的应用前景。
此外，我们还将介绍实验方法和结果，并对纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜的未来研究方向进行展望。
以上为文章“1. 引言”部分的详细内容。
2. 纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜的室温紫外激光发射：2.1 纳米结构氧化锌半导体ZnO薄膜的基本原理：纳米结构氧化锌(ZnO)是一种独特的半导体材料，具有广泛的应用前景。
ZnO薄膜具有优异的光学和电学性质，使其成为实现室温紫外激光发射的理想材料。
这是因为ZnO具有直接带隙特性，并且能够实现较高的载流子浓度。
此外，纳米结构ZnO通过量子限制效应，可以显著改变其电子结构和光学特性。
