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ZnO的用途及其薄膜的制备方法
李海凤
【期刊名称】《高等职业教育－天津职业大学学报》
【年(卷),期】2006(015)003
【摘要】阐述了ZnO薄膜材料的结构特点、电学性质和光学特性,详细介绍了各种制备氧化锌薄膜的方法,包括磁控溅射法、化学气相沉积法、喷雾热解法、溶胶-凝胶法、激光脉冲沉积法、分子束外延法、原子层外延生长法.讨论并比较了各种制备方法的优缺点.
【总页数】3页(P39-41)
【作者】李海凤
【作者单位】天津职业大学,天津,300402
【正文语种】中文
【中图分类】G649.20
【相关文献】
1.染料敏化太阳能电池中 TiO2和ZnO 薄膜光阳极制备方法述评 [J], 张林森;白庆玲;宋铁峰;刘赟;王力臻;李素珍
2.浅谈ZnO薄膜的制备方法及其表征 [J], 万文琼
3.ZnO薄膜的物理性质与制备方法研究 [J], 欧阳桂仓;叶志清;吴木生
4.ZnO薄膜制备方法的研究 [J], 吕珂
5.ZnO薄膜制备方法研究 [J], 李宏哲;崔舒;周孔春
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氧化锌薄膜制备氧化锌薄膜制备是一种常见的薄膜制备技术，它可以应用于多种领域，如光电子学、传感器、太阳能电池等。
本文将介绍氧化锌薄膜制备的原理、方法和应用。
一、原理氧化锌薄膜制备的原理是利用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等技术，在基底上沉积氧化锌薄膜。
其中，CVD是通过在高温下将氧化锌前体分解成氧化锌气体，然后在基底表面沉积形成氧化锌薄膜；PVD则是通过在真空环境下将氧化锌靶材蒸发，然后在基底表面沉积形成氧化锌薄膜。
二、方法氧化锌薄膜制备的方法有很多种，下面介绍两种常见的方法。
1. 热蒸发法热蒸发法是一种PVD方法，它是通过将氧化锌靶材加热到高温，使其蒸发并在基底表面沉积形成氧化锌薄膜。
这种方法可以在常温下进行，但需要真空环境。
2. 溅射法溅射法也是一种PVD方法，它是通过在氧化锌靶材表面轰击高能粒子，使其溅射出氧化锌原子，并在基底表面沉积形成氧化锌薄膜。
这种方法需要真空环境和高能粒子源。
三、应用氧化锌薄膜制备的应用非常广泛，下面介绍几个典型的应用。
1. 光电子学氧化锌薄膜可以用于制备光电子学器件，如LED、激光器、光电探测器等。
其中，氧化锌薄膜作为LED的透明电极，可以提高LED的光输出效率。
2. 传感器氧化锌薄膜可以用于制备传感器，如气敏传感器、湿敏传感器等。
其中，氧化锌薄膜作为传感器的敏感层，可以实现对气体、湿度等环境参数的检测。
3. 太阳能电池氧化锌薄膜可以用于制备太阳能电池，其中，氧化锌薄膜作为电池的透明电极，可以提高电池的光吸收效率和光电转换效率。
氧化锌薄膜制备是一种重要的薄膜制备技术，它可以应用于多种领域，具有广阔的应用前景。
ZnO薄膜的制备与性能研究ZnO是众所周知的一种半导体材料，近年来，它的应用领域不断扩大，包括光电技术、传感器技术、气敏技术、生物技术等领域。
其具有较高的透明度、电阻率、热稳定性和高电子迁移率等优异特性，使得其在各个领域中拥有巨大市场前景。
在这些应用中，ZnO薄膜则是ZnO材料的重要组件之一。
本文主要探讨ZnO 薄膜的制备及其性能研究。
一、ZnO薄膜制备方法1.溶胶-凝胶法ZnO薄膜制备的一种常见方法为溶胶-凝胶法。
该方法主要涉及将预先制备好的ZnO溶胶放置于合适的基底上，然后通过热退火的方式完成ZnO薄膜的制备。
使用该方法，可以获得良好的薄膜质量和较大的薄膜面积，同时可以随意控制薄膜厚度。
2.物理气相沉积法物理气相沉积法是ZnO薄膜制备中最常用的方法之一。
其主要通过采用物理气相沉积设备将高温气体通入反应室，然后将蒸汽通过传输管道沉积在基底上完成ZnO薄膜的制备。
该方法具有制备ZnO晶体中空气杂质较少、晶粒精细等显著的优点。
3.MBE法MBE法是利用分子束外延设备在超高真空环境下生长晶体的方法。
该方法制备的ZnO薄膜具有非常高的晶体质量。
然而，需要难以实现的极限条件，如超高真空环境和较高的晶体表面温度。
二、ZnO薄膜性能研究1.光电性能ZnO薄膜是光学和电学交叉的半导体薄膜。
关于ZnO薄膜的光学性能，已有许多研究。
例如，有研究人员证实了ZnO条纹薄膜在光学上具有比等宽薄膜更高的透射比，这是由于条纹薄膜的形态依赖性的折射率引起的。
此外，ZnO薄膜具有优越的光电转换性能，可用于太阳能电池、传感器等领域。
2.气敏性能ZnO薄膜的气敏性能是其另一个重要的应用领域，具有广泛的市场前景。
研究表明，ZnO薄膜的气敏性能受到薄膜厚度、沉积温度和掺杂类型等多个因素的影响。
例如，掺杂ZnO薄膜的气敏性能不仅可以提高灵敏度，还可以增加电阻率等方面的特性。
3.化学性质关于ZnO薄膜的化学性质，研究人员通常需要从其表面性质、表面反应等多个方面进行分析。
氧化锌薄膜的合成与表征氧化锌薄膜是一种具有重要应用价值的材料，在光电子、传感器等领域具有广泛的应用。
如何高效地制备氧化锌薄膜并准确地表征其结构和性质，一直是当前研究重点之一。
本文将介绍氧化锌薄膜的制备方法和表征技术，以期更好地理解并应用该材料。
一、氧化锌薄膜的合成方法1. 真空蒸发法真空蒸发法是一种通过高温下蒸发金属来制备薄膜的方法。
通常，锌金属片被置于真空漏斗内加热，在漏斗的上部有一块玻璃基板直接对接。
锌金属加热后开始蒸发，氧性的基板表面吸收这些蒸发物后，化学反应形成氧化锌薄膜。
这种方法制备所得氧化锌薄膜的厚度通常为几十纳米，对于一些特定应用而言，薄膜的厚度并不能完全满足需求；同时，真空蒸发法的操作条件相对苛刻，同时背景气压的影响也需要特别注意。
2. 溅射法溅射法是在真空环境中利用阴极等离子体产生的离子将靶材上的原子或原子团射向基板表面，最终形成薄膜的制备方法。
通常，气体靶在真空腔中被激光离子激发产生等离子体，产生的等离子体会扫面过整个靶材表面，将原子射到基板表面形成薄膜。
相对于真空蒸发法而言，溅射法所制备氧化锌薄膜的厚度范围更加广泛，可从几纳米到数百纳米，制备比较方便，同时膜的质量也相对较高。
3. 气相沉积法气相沉积法是利用高温气相反应使气体中的原子通过活性自由基中间体沉积到基板表面，最终形成薄膜的方法。
常见的有热CVD法、PECVD法、晶粒增大法等。
其中，热CVD法通常是在真空中通过高温热解锌源和氧源来制备氧化锌薄膜的方法，制备过程中需要精确控制反应条件，如锌源和氧源的速率、反应时间和反应温度等。
而PECVD法则是利用激发的等离子体化学反应制备氧化锌薄膜，制备过程相对比较复杂，但制备的氧化锌薄膜结构密度高、耐久性好。
四、氧化锌薄膜的表征技术1. X射线衍射(XRD)XRD是一种常见的固体材料结构分析技术，它通过对材料的衍射效应进行定量分析，来确定一个样品的晶体结构、晶格参数、非晶态和有序材料的结构等。
《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。
ZnO 超疏水/超亲水可逆转化薄膜研究进展蘧广剑，辛炳炜* ，封从姝，刘赛，石键( 德州学院山东高校配位化学与功能材料重点实验室，山东德州253023)摘要:ZnO 纳米薄膜具有光响应的润湿性可逆转化现象，这种“智能开关”在许多领域具有重要意义，为此近年来ZnO 超疏水薄膜的制备引起了研究者的广泛关注。
一般是在ZnO 表面修饰一层表面张力较低的物质，通过降低表面自由能而获得超疏水表面。
然而常用的修饰物质如氟化物、硅烷等会不同程度地被ZnO 光催化分解。
为此一方面积极寻求光催化稳定的修饰层，另一方面制备具有特殊形貌的ZnO 纳米薄膜以期直接获取ZnO 超疏水薄膜。
由于离子液体的稳定性，利用其作为ZnO 的修饰层制备双响应薄膜，另外用HAc 调控制备“裸”Zn O超疏水薄膜。
对ZnO 润湿性能及其超疏水薄膜的制备研究进展进行了简要综述。
关键词:ZnO 薄膜;润湿性;超疏水表面;光响应可逆转化中图分类号:O614．24 文献标识码:A 文章编号:0258-3283(2014)10-0907-06表面浸润性(又称浸润性，W ett abi li ty)，是固体表面的一个重要特征［1，2］，它对工农业生产和人们的日常生活都有着重要意义。
润湿性通常用液体在固体表面的接触角(C A)来表征，一般来讲，当水与固体的接触角＜90°时为亲水性，＞90° 时为疏水性;其中两种极端情况:＜5°为超亲水，＞150°为超疏水，广泛应用于国防、工农业生产和日常生活等领域。
超疏水表面的制备有两个前提条件:1)表面材料具有低表面自由能;2 ) 具有合适的表面微纳结构。
超疏水性表面可以通过两种方法制备:一种是在低表面能材料的表面构建粗糙结构;另一种是在粗糙表面上修饰低表面能物质。
通过外界条件如光、电、热、pH 等改变疏水亲水状态的表面，叫做智能润湿性表面［3］，这种“智能开关”在微流体技术、无损液体传输、自清洁材料等许多领域具有重要意义，成为当今润湿性领域最重要的发展方向之一，国内外许多课题组已从生物仿生到实际应用等多方面设计合成了多种功能超疏水表面［4］。
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。
十八烷基硫醇无水乙二胺, 化学纯(上海凌峰化学试剂有限公司); 锌片, 99.99%高纯试剂(上海龙昕科技发展有限公司); 氟硅烷CF3(CH2)8CH2Si(OCH3)3(FAS), 分析纯(日本Chisso 公司).铜片在乙醇溶解下的0．1M的十四烷酸溶液中沉积10天形成接触角为1550的超疏水膜。
对比超疏水膜和同结构普通膜发现，超疏水膜表面为花瓣状形貌，这种形貌极有利于截留大量空气，对基体起到保护作用。
1 实验部分1.1 薄膜的制备把厚度为0.25 mm 锌片(分析纯, 纯度99.99%,天津市风船化学试剂科技有限公司)切成10 mm×10 mm 的锌片, 分别用无水乙醇(分析纯, 纯度99.7%, 烟台三和化学试剂有限公司)和去离子水(实验室自制) 超声清洗15 min, 用氮气吹干后备用.将清洗后的锌片浸泡在4vol%的N, N-二甲基甲酰胺(DMF, 分析纯, 纯度99.5%, 上海埃彼化学试剂有限公司)溶液中, 65℃下恒温保持24 h. 取出后用去离子水和无水乙醇洗涤, 氮气吹干.将DMF 处理后的锌片浸泡在硬脂酸(分析纯,天津市瑞金特化学品有限公司) 的乙醇溶液中, 浓度为0.001 mol/L, 在室温下静置一段时间后取出,用无水乙醇彻底清洗后氮气吹干.2. 1 实验材料与仪器铝合金( 牌号为LY12, 成份: 铜3. 8% , 镁1. 2%,锰0. 3% , 锌0. 3%, 硅0. 5% , 铁0. 5% , 兰州中科凯特公司) ; 乙基三氯硅烷( 瑞士, Fluka AG, Buchs SG) ; 甲苯( 分析纯, 天津化学试剂有限公司) ; 无水乙醇( 分析纯, 天津化学试剂有限公司) ; 丙酮( 分析纯, 天津化学试剂有限公司) ; 氟化氢( 分析纯, 北京双环化学试剂厂) ; 盐酸( 分析纯, 白银良友化学试剂有限公司) ; 氢氧化钠( 分析纯, 天津化学试公司一厂) ; 去离子水( 自制) 。
