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简单水热法制备棒状纳米氧化锌及其表征李世帅;冯秀鹏;黄金昭;张仲;陶冶微【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2010(041)0z1【摘要】以Zn(NO3)2和NaOH为原料,在不使用任何添加剂的条件下,采用水热合成法在不同的合成时间和合成温度下制备棒状纳米ZnO颗粒.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、光致发光谱(PL)、电导率测试对样品进行表征.结果表明,所制备的纳米ZnO粉末具有六方红锌矿结构并沿(101)面择优生长;随着合成时间和温度的增加,样品的纯度逐渐增加;合成时间为25h,温度为200℃时,样品的结晶最好,样品基本成棒状,平均直径约为30～40nm,长度约为300～400nm、电阻率最大,且在376nm和500～600nm处有明显发射现象.深入分析了上述结果的形成原因.【总页数】4页(P113-116)【作者】李世帅;冯秀鹏;黄金昭;张仲;陶冶微【作者单位】济南大学,理学院,山东,济南,250022;济南大学,理学院,山东,济南,250022;济南大学,理学院,山东,济南,250022;济南大学,理学院,山东,济南,250022;南京邮电大学,理学院,江苏,南京,210003【正文语种】中文【中图分类】O482.31【相关文献】1.简单水热法制备棒状纳米氧化锌及其表征 [J], 李世帅;冯秀鹏;黄金昭;张仲;陶冶徽2.水热法制备棒状纳米氧化锌及其气敏性能研究 [J], 由丽梅;霍丽华;程晓丽;赵辉;高山3.水热法制备纳米棒状氧化锌及其性能表征 [J], 李海燕;邵忠宝;陈雪冰;杨雪;矫立男4.棒状氧化锌纳米材料的制备及表征 [J], 彭红瑞;王宁;丁洁;李桂村;徐明正5.一种简单水热法制备的富氧缺陷氧化锌纳米材料应用于光催化降解四环素 [J], 刘莹璐因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水热法制备氧化锌纳米棒及微观形貌控制刘梦博;李文彬;段理;于晓晨;魏星【摘要】利用旋涂法在玻璃基底上制备ZnO种子层,之后用水热反应在不同条件下生长ZnO纳米棒阵列.通过SEM、XRD等表征测试手段,研究在水热反应时不同条件对ZnO纳米棒阵列的微观形貌的影响并对水热法制备ZnO纳米棒的各项生长条件进行了系统性的影响分析.测试结果表明:种子层溶液浓度、水热反应时间和反应溶液浓度均会对ZnO纳米棒阵列的微观结构产生不同程度的影响.利用0.1 mol/L的溶液进行种子层旋涂,在0.05 mol/L硝酸锌溶液中进行水热反应9 h,可以生长出具有一定高度、取向性好的ZnO纳米棒阵列.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】6页(P73-78)【关键词】氧化锌;纳米棒阵列;种子层;水热反应;微观形貌;SEM【作者】刘梦博;李文彬;段理;于晓晨;魏星【作者单位】长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】TN304六方氧化锌 (ZnO)作为一种重要的纤锌矿结构金属氧化物,其在室温下具备3.37 eV的禁带宽度、宽的直接带隙和大的激子结合能(约60 meV)等优异性能,使其成为一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族半导体和广为应用的光电材料,尤其是在短波长发光器件和日光检测器中发挥着重要的作用[1-2]。
其中一维ZnO纳米结构,如纳米线、纳米棒和纳米管,由于其特殊的微观形貌结构,在化学及光催化、光电传感和光伏电池等领域有着巨大的潜能[3]。
其纳米结构比表面积通常较大,可以捕捉到更多的可见光且成本低廉、制备简单[4-5],由其制成的各种器件具有很大的应用前景。
ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。
本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。
一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。
它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。
2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。
在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。
3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。
它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。
气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。
二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。
因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。
2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。
例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。
三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。
因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。
2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。
将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。
ZnO纳米粉体制备与表征一实验目的1. 了解氧化锌的结构及应用2. 掌握“共沉淀和成核/生长隔离、水热法和微波水热、溶胶-凝胶法、反相微乳液”技术制备纳米材料的的方法与原理。
3. 了解同步热分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜（SEM ）与比表面测定仪等表征手段和原理二基本原理2.1氧化锌的结构氧化锌（ZnO）晶体是纤锌矿结构，属六方晶系，为极性晶体。
氧化锌晶体结构中，Zn原子按六方紧密堆积排列，每个Zn原子周围有4个氧原子，构成Zn-O4配位四面体结构，四面体的面与正极面C（00001）平行，四面体的顶角正对向负极面（0001），晶格常数a=342pm, c=519pm,密度为5.6g/cm3，熔点为2070K,室温下的禁带宽度为 3.37eV.女口图1-1、图1-2所示：图1-1 ZnO晶体结构在 C （00001）面的投影图1-2 ZnO纤锌矿晶格图2.2氧化锌的性能和应用纳米氧化锌（ZnO）粒径介于1- 100nm之间，由于粒子尺寸小，比表面积大，因而，纳米ZnO表现出许多特殊的性质如无毒、非迁移性、荧光性、压电性、能吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、杀菌、图象记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。
同时氧化锌材料还被广泛地应用于化工、信息、纺织、医药行业。
纳米氧化锌的制备是所有研究的基础。
合成纳米氧化锌的方法很多，一般可分为固相法、气相法和液相法。
本实验采用共沉淀和成核/生长隔离技术制备纳米氧化锌粉。
2.3氧化锌纳米材料的制备原理不同方法制备的ZnO晶形不同，如：2.3.1共沉淀和成核/生长隔离法借助沉淀剂使目标离子从溶液中定量析出是材料制备领域液相法的重要技术。
常规共沉淀制备是将盐溶液与碱溶液直接混合并通过搅拌的方式实现，由于混合不充分，反应界面小、存在浓度梯度、反应速度和扩散速度慢，先沉淀的粒子上形成新沉淀粒子，新旧粒子的同时存在，导致粒子尺寸分布极不均匀。
纳米氧化锌的制备与表征1 前言纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1-100纳米，又称为超微细氧化锌。
由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米氧化锌产生了其本体快材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。
因此，纳米氧化锌在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途：➢ 可以作为硫化活性剂等功能性添加剂，提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标，减少普通氧化锌的使用量，延长使用寿命； ➢ 作为乳瓷釉料和助熔剂，可降低烧结温度、提高光泽度和柔韧性，有着优异的性能； ➢ 纳米氧化锌具有很强的吸收红外线的能力，吸收率和热容的比值大，可应用于红外线检测器和红外线传感器；➢ 纳米氧化锌还可应用于新型的吸波隐身材料；具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能，添加入织物中，能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能。
现在制备氧化锌一般有沉淀高温煅烧法、水热合成法、溶胶-凝胶法和气相沉淀法。
本次试验采用水热合成法。
2 实验过程2.1 实验原理 本次纳米氧化锌的制备是以ZnAc 2为原料,NaOH 为沉淀剂制备纳米ZnO 的。
反应方程式如下: 2)(Ac Zn + 2NaOH = 2)(OH Zn ↓ + NaAc 2 热处理: 2)(OH Zn → ZnO + O H 2↑2.2 实验仪器和药品仪器：托盘天平，烧杯，量筒，电子天平，玻璃棒，布氏漏斗，滤纸，吸滤瓶，烘箱，高压釜FP-8500荧光，紫外-可见吸收光谱用 V-650 型紫外可见光度计测量。
药品：醋酸锌，蒸馏水，无水乙醇，固体氢氧化钠2.3 实验步骤：1)称量：分别在托盘天平上称取0.4g 氢氧化钠固体和在电子天平上称取0.5478g ZnAc2于40mL 烧杯中2)溶解：室温下，将所称取的氢氧化钠与ZnAc2装至烧杯中，然后向烧杯中加入配置好的水和乙醇，分别加18ml水和18ml无水乙醇，其比值为1:1，用玻璃棒搅拌溶解至出现浑浊。
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，氧化锌（ZnO）纳米材料因其独特的物理和化学性质，在光电子器件、传感器、催化剂等领域展现出广泛的应用前景。
ZnO纳米材料的气敏性能对于气体检测、环境监测和安全防护等领域具有极高的应用价值。
本文将详细介绍ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与试剂制备ZnO纳米材料所需的主要材料和试剂包括：锌盐（如硝酸锌）、碱（如氢氧化钠）、去离子水以及表面活性剂等。
2. 制备方法水热法是一种制备ZnO纳米材料的常用方法。
具体步骤如下：（1）将一定浓度的锌盐溶液与碱溶液混合，调节pH值；（2）加入表面活性剂，以控制ZnO纳米颗粒的形貌和尺寸；（3）将混合液转移至反应釜中，加热并保持一定时间；（4）反应结束后，冷却、离心、洗涤，得到ZnO纳米材料。
3. 制备工艺优化通过调整反应物的浓度、pH值、反应温度和时间等参数，可以优化ZnO纳米材料的制备工艺，提高其产率和质量。
三、丙酮气敏性能优化研究1. 丙酮气敏性能测试采用气敏传感器对制备的ZnO纳米材料进行丙酮气敏性能测试。
通过测量传感器在不同浓度丙酮气体下的电阻变化，评估其气敏性能。
2. 性能优化措施（1）材料改性：通过掺杂其他元素或采用复合材料的方法，提高ZnO纳米材料的气敏性能。
（2）表面修饰：利用表面活性剂或生物分子对ZnO纳米材料进行表面修饰，提高其与丙酮气体的相互作用，从而提高气敏性能。
（3）结构优化：通过调整ZnO纳米材料的形貌、尺寸和结晶度等，优化其气敏性能。
3. 优化效果分析通过对比优化前后的气敏性能测试结果，分析优化措施对ZnO纳米材料气敏性能的影响。
结果表明，经过优化后的ZnO纳米材料在丙酮气体检测方面表现出更高的灵敏度、更低的工作温度和更好的选择性。
四、结论本文研究了ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
一、实验目的1. 熟悉水热法的基本原理和操作步骤。
2. 掌握水热法制备氧化锌纳米颗粒的方法。
3. 了解氧化锌纳米颗粒的表征方法。
二、实验原理水热法是一种在密封反应容器中，利用高温、高压条件，使前驱物在溶液中发生化学反应，从而制备纳米材料的一种方法。
水热法具有反应条件温和、产物纯度高、粒径分布均匀等优点。
本实验采用水热法合成氧化锌纳米颗粒，主要利用氢氧化锌作为前驱物，通过水热反应生成氧化锌纳米颗粒。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 氢氧化锌（Zn(OH)2）- 乙二醇（C2H6O2）- 去离子水2. 实验仪器：- 高压反应釜- 电子天平- 磁力搅拌器- 超声波清洗器- 真空干燥箱- 扫描电子显微镜（SEM）- X射线衍射仪（XRD）- 透射电子显微镜（TEM）四、实验步骤1. 配制溶液：称取0.1g氢氧化锌，加入10mL去离子水，超声分散30min，得到氢氧化锌悬浮液。
2. 混合溶液：将氢氧化锌悬浮液转移至50mL高压反应釜中，加入10mL乙二醇，搅拌均匀。
3. 加热：将混合溶液密封后，置于磁力搅拌器上，以200r/min的转速搅拌。
将反应釜加热至160℃，保持4h。
4. 冷却：关闭加热源，自然冷却至室温。
5. 离心分离：将反应后的溶液离心分离，弃去上层清液，得到沉淀物。
6. 洗涤：将沉淀物用去离子水洗涤3次，去除杂质。
7. 干燥：将洗涤后的沉淀物置于真空干燥箱中，60℃干燥12h。
8. 表征：采用SEM、XRD、TEM对制备的氧化锌纳米颗粒进行表征。
五、实验结果与分析1. SEM分析：SEM照片显示，制备的氧化锌纳米颗粒呈球形，粒径约为100nm，分布均匀。
2. XRD分析：XRD图谱表明，制备的氧化锌纳米颗粒具有六方晶系结构，与标准卡片（JCPDS No. 36-1451）一致。
3. TEM分析：TEM照片显示，制备的氧化锌纳米颗粒呈球形，粒径约为100nm，形貌与SEM分析结果一致。
六、实验讨论1. 水热法合成氧化锌纳米颗粒的原理：氢氧化锌在乙二醇溶液中加热，发生水解反应，生成氢氧化锌纳米颗粒。
zno纳米粒子的制备及表征ZnO纳米粒子是一种重要的功能材料，其制备和表征在材料科学和纳米技术研究中具有重要的意义。
本文将介绍ZnO纳米粒子的制备方法和表征技术。
一、ZnO纳米粒子制备方法1. 溶液法溶液法是制备ZnO纳米粒子的常用方法之一。
这种方法需要将金属Zn或Zn碎块加入酸性或碱性溶液中，然后加入氧化剂，如NaOH，NH4OH和H2O2等，使其氧化形成ZnO纳米粒子。
其中，NaOH和NH4OH是碱性氧化剂，而H2O2是氧化性氧化剂。
不同的氧化剂会影响ZnO纳米粒子的形貌和大小。
2. 水热法水热法是一种简单有效制备ZnO纳米粒子的方法。
该方法将Zn盐与氢氧化物或碱性溶液混合，在高温高压的条件下反应，形成纳米粒子。
通常情况下，水热法制备的ZnO纳米粒子具有较高的结晶性和较好的晶型控制。
3. 氧化镀膜法氧化镀膜法是一种将Zn薄膜表面进行氧化反应的方法，可以制备出更为均匀和纯净的ZnO纳米粒子。
在氧化镀膜过程中，通过调节反应条件，例如反应温度、时间和氧气流量等，可以精确控制纳米粒子的大小和形貌。
4. 其他方法除了上述方法外，还有一些其他的制备方法，如化学还原法、气氛氧化法、放电火花法等。
这些方法具有各自的优缺点，可以根据具体需求进行选择。
二、ZnO纳米粒子表征技术1. X射线衍射 X射线衍射是一种常见的用于表征ZnO 纳米粒子晶体结构的技术。
该技术通过测量样品的X射线衍射谱，可以确定ZnO纳米粒子的晶体结构、晶粒大小和晶体品质等信息。
2. 透射电镜透射电镜是一种用于表征ZnO纳米粒子形貌和尺寸的技术。
透射电镜可以通过高清晰度的图像直接观察纳米粒子的形态和尺寸分布。
3. 紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱是一种测量ZnO纳米粒子带隙能量的技术。
这种技术可以通过分析样品的吸收谱来确定纳米粒子的带隙能量，从而了解其光电性能。
4. 红外光谱红外光谱是一种可以测量ZnO纳米粒子表面官能团的技术。
通过分析样品的红外光谱，可以确定纳米粒子表面化学官能团的成分和数量，为其在化学反应和生物学应用中的应用提供支持。
纳米材料的水热法制备与表征一、本文概述纳米材料，由于其独特的物理、化学和生物特性，已经在能源、医学、环保、电子等多个领域展现出巨大的应用潜力。
水热法作为一种绿色、环保的纳米材料制备方法，近年来受到了广泛关注。
本文旨在全面介绍纳米材料的水热法制备技术，包括基本原理、制备方法、影响因素等，并对制备出的纳米材料进行表征，包括形貌、结构、性能等方面的分析。
通过本文的阐述，读者可以对纳米材料的水热法制备与表征有更为深入的了解，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
我们将简要介绍纳米材料和水热法的基本概念，以及水热法在纳米材料制备中的优势和适用范围。
接着，我们将详细介绍水热法制备纳米材料的具体步骤，包括原料选择、反应条件控制、反应机理等方面。
我们还将探讨影响水热法制备纳米材料的主要因素，如温度、压力、反应时间、溶液浓度等，并分析这些因素对纳米材料性能的影响。
在纳米材料的表征方面，我们将介绍常用的表征手段，如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、射线衍射（RD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等，并详细阐述这些表征手段在纳米材料形貌、结构、性能分析中的应用。
通过对比分析不同表征手段的结果，我们可以对制备出的纳米材料进行全面、深入的了解。
我们将对纳米材料水热法制备与表征的研究进展进行展望，分析当前存在的挑战和未来的发展趋势，为相关领域的研究和应用提供有益的思路和方向。
二、纳米材料的水热法制备水热法是一种在特定的高温高压水环境中，通过溶解再结晶的过程制备纳米材料的重要方法。
其原理主要基于在水热条件下，反应物在水溶液中的溶解度和化学反应活性都会发生变化，从而促使反应进行。
水热法制备纳米材料的过程通常包括以下几个步骤：选择适当的反应物和溶剂，将反应物溶解在溶剂中，形成均一的溶液；然后，将此溶液转移到特制的高压反应釜中，在一定的温度和压力下进行反应；反应结束后，通过离心、洗涤、干燥等步骤，得到所需的纳米材料。
2010年2月吉林师范大学学报(自然科学版) .1第1期Journal of Jilin Normal University (Natural Science Edition)Feb.2010收稿日期:2010 01 01 基金项目:国家自然科学基金项目(60778040),江苏大学研究生创新计划项目(CX09B -01XZ)第一作者简介:郎集会(1980 ),女,吉林省吉林市人,现为吉林师范大学物理学院讲师,博士研究生.研究方向:宽禁带半导体材料.*通讯作者:杨景海(1960 ),教授,博士,博士生导师.研究方向:半导体材料的制备、表征及光学性能研究.Ce 掺杂ZnO 纳米棒的水热法制备及其性能表征郎集会1,2,李 雪1,高 铭1,刘晓艳1,王 睿1,杨景海1*(1.吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;2.江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013)摘 要:采用水热法制备了稀土铈(Ce)掺杂的ZnO 纳米棒,并利用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光谱(PL)对样品进行表征.结果表明:Ce 成功的掺入到ZnO 中,掺杂的ZnO 纳米棒有较好的结晶质量,直径约为8nm.另外,随着Ce 的掺入,紫外峰峰位发生红移,这是因为掺杂后带隙变窄,从而导致了紫外峰的红移.关键词:Ce 掺杂ZnO;纳米棒;光致发光中图分类号:O614 文献标识码:A 文章编号:1674 3873 (2010)01 0027 030 引言氧化锌(ZnO)作为一种宽禁带直接带隙(E g =3 37eV)半导体材料,在室温下有较大的激子束缚能(60meV),可以实现室温下的激子发射,产生近紫外的短波发光,并以其独特的光电性能得到广泛的应用[1 3].目前,掺杂是改变半导体物理性质的有效手段,而将稀土离子掺杂到ZnO 材料中可以有效的改善ZnO 材料的发光性能[4 6].这是因为:首先,稀土元素具有电子未完全充满的4f 壳层,这种特殊的壳层结构,使稀土元素具有不同于一般元素的磁、电、光的特性以及其它特殊性能.就三价稀土离子来说,因其有较多的能级和多个亚稳态,所以在近紫外、可见和近红外光的波段内有许多的特征锐谱线,作为发光材料的发光中心是一种比较好的选择,也是紫外到可见光区可调谐激光材料和荧光材料的优良激活离子.其次,大多数稀土离子的光学激活对基质要求的条件是相似的.因此,适当地选择稀土掺进共同的基质材料系统中,能够解决传统的p n 结二极管在满足全色显示和发光工艺中难以集成的问题.基于上述原因,本文选择稀土元素Ce 作为掺杂元素,采用水热法制备掺杂稀土元素Ce 的ZnO,并对其结构、形貌和光学性能进行了研究.1 实验1.1 试剂与ZnO 纳米棒制备所用试剂醋酸锌(Zn(C H 3COO)2 2H 2O),硝酸铈(Ce (NO 3)3.6H 2O),氢氧化钠(NaOH ),无水乙醇(C H 3CH 2OH)均为分析纯.首先将醋酸锌和硝酸铈按一定的配比溶于无水乙醇中,再将溶解氢氧化钠的无水乙醇溶液倒入其中,混合搅拌10min 后倒入高压反应釜中,将密封好的高压反应釜放入反应炉中150 条件下反应24h 后取出.晾至室温后,将生成的沉淀用去离子水和无水乙醇反复离心清洗,置于反应炉中60 干燥即可.1.2 表征手段采用日本理学D/max rA 转靶X 射线衍射仪对样品进行结构表征,测量角度范围为10 ~80 ,步长为0.02 ,滞留时间为0.1s;采用S 570型扫描电子显微镜(SE M)和JE M 2100HR 型透射电子显微镜(TE M)对样品的形貌进行表征;采用He Cd 激光器(325nm)作为激发光源在室温下测量样品的光致发光谱(PL).2 结果与讨论2.1 Ce 掺杂ZnO 的X 射线衍射物相分析图1为制备的样品的XRD 谱图.与标准图谱对比,我们发现没有任何Ce 或其氧化物的杂质峰存在,ZnO 是唯一的产物,这说明Ce 掺入到ZnO 中.另外,XRD 谱图的衍射峰较强,这说明用水热法生长的ZnO 具有较好的结晶质量.2.2 Ce 掺杂ZnO 的形貌分析图2为制备的ZnO 的形貌图.图2(a)为样品的SEM 谱图,图2(b)为样品的TEM 谱图.从SE M 谱图 27图1 1%C e 掺杂ZnO 的XRD 谱图中可以看出,所制备的样品为棒状结构,由于尺寸较小所以团聚现象较严重.从TE M 谱图则可以明显的看出,ZnO 为棒状结构,直径在8nm 左右.并且ZnO纳米棒的衬度发生变化,这是由于Ce 的掺杂所引起的.这一结论又一次验证了XRD 的结果分析.图2 1%Ce 掺杂ZnO 纳米棒的SEM 和TEM 谱图2.3 Ce 掺杂ZnO 的光致发光性能分析图3为制备的ZnO 纳米棒的PL 谱图.从图中我们可以看到,有两个衍射峰出现,位于380nm 左右的紫外发射峰和450~650nm 之间的缺陷发射峰.通常来说,紫外发光归于带边激子的复合[7],而缺陷峰可能是氧空位、沉积过程中形成的自然缺陷、过剩的氧形成的氧填隙、或者与一种ZnO 2的配比结构等综合作用的结果[8,9].两个谱图中,紫外峰都很强,这说明样品具有很好的结晶质量[3].比较两个谱图,我们发现随着Ce 掺杂浓度的增加,紫外峰逐渐减弱,而缺陷锋逐渐增强.这是因为随着Ce 离子的引入,氧空位等缺陷逐渐增多而引起的.另外,可以发现紫外峰有微小的红移.随着Ce 4+离子的引入形成了以Ce 离子电子态的杂质层,这个杂质层位于导带的边缘,导致导电 下移 ,带隙变窄,从而导致紫外峰红移[10].(a)0%(b)1%图3 Ce 掺杂的ZnO 纳米棒PL 图谱3 结论采用简单的水热法制备了稀土Ce 掺杂的ZnO纳米棒.XRD 显示没有任何的杂质峰存在,ZnO 是唯一的产物.SEM 和TEM 结果表明样品为均一的棒状结构,直径为8nm 左右.PL 光谱表明,与纯的ZnO 相比,随着Ce 的掺杂,紫外峰逐渐减弱,而缺陷锋逐渐增强.这是因为随着Ce 离子的引入,氧空位等缺陷逐渐增多而引起的.而紫外峰的微小的红移是因为Ce 4+离子的引入形成了以Ce 离子电子态的杂质层,这个杂质层位于导带的边缘,导致导电 下移 ,带隙变窄,从而导致紫外峰红移.以上结果表明,稀土Ce 离子成功的掺入到ZnO 晶格中,有较好的结晶质量和发光性能.并且此方法制备的纳米棒的直径可以控制在10nm 以内,这为研究量子限域作用提供了很好的材料.参 考 文 献[1]Q.X.Zhao,M willander.Optical recombination of ZnO wires grown on s apphi re and silicon s ubs trates 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diffraction(XRD),scan electron microsc opy(SEM),trans mission electron microscope(TEM)and photoluminesecence(PL).The results indicated that the Ce ions were success fully incorporated into ZnO,and the diameter of nanorods was about8nm.Photoluminescence measure ments were also carried out,the result sho wed a red shift in violet emission with the Ce doping.And it may be due to the band gap narrowing caused by the do wnshift of the conduction band edge after merging with the cerium related impurity band formed below the conduction band.Key words:Ce doped ZnO;nanorods;photoluminescence(上接第26页)Multi layer Model of Matter Space on UniverseY IN Ye(College of Information,Mechanical and Electrical Engi neering,Shanghai Normal Uni versity,Shanghai200234,China)Abstract:New thinking brings about ne w theories.The e xistence of other galaxies out of the Milky Way was predicted by I.Kant in1755and place in1796,and was finally proved by E.Hubble in1923.A ne w method of conduct ing scientific research will be found if we induce I.Kank and place s way of reasoning and a new Cosmological Model:Multi Layer Model of Matter Space will be set up if the ne w method as well as Descartes Matter Space theory are applied to the construction of it.This article puts forward the method of experiment and observation to verify the new Cosmological Model.In the ne w Model,Circular Universe Model which was proposed by Paul Steinhardt of Prince ton University of the U.S.and Neil Turok of Cambridge University in the U.K.becomes an inevitable result.Key words:Cosmological Model;Cosmology;Relativity;Matter Space;YI N Space29。
