ZnO纳米线纳米片及其应用

量子点zno
量子点ZnO是一种纳米材料，具有独特的性质和应用潜力。

ZnO 是氧化锌的简写，其晶体结构为六方晶系。

量子点ZnO通常由尺寸在2到10纳米范围内的纳米颗粒组成。

由于其小尺寸效应，这些纳米颗粒表现出与宏观物质不同的光电性质。

量子点ZnO在光电子学、光催化、光电探测等领域具有广泛的应用。

它们具有高效的光吸收和荧光发射性能，可用于制备高亮度的显示器件和光催化剂。

此外，量子点ZnO还可用于制备染料敏化太阳能电池和光电探测器等器件，具有广阔的市场前景。

由于量子点ZnO具有较大的比表面积和高度可调控的性质，研究人员正在不断探索其在生物医学和纳米传感器领域的应用。

量子点ZnO 被广泛用于细胞成像、药物释放和癌症治疗等方面的研究，有望成为新一代生物医学材料。

总之，量子点ZnO是一种具有潜力的纳米材料，其独特的性质和广泛的应用前景使其成为当前研究的热点之一。

随着对该材料的深入研究，相信将会有更多创新的应用和突破性成果出现。

纳米zno 磁
纳米ZnO磁性的研究一直备受科学界的关注，因为纳米ZnO具有独特的物理和化学性质，对于磁性材料的研究具有重要意义。

在纳米尺度下，ZnO材料表现出与大尺度不同的磁性行为，这种磁性行为的产生主要是由于纳米结构的调控和表面效应的影响。

纳米ZnO是一种半导体材料，具有优良的光电性能和化学稳定性。

通过控制ZnO材料的尺寸、形貌和结构，可以调控其磁性质。

在纳米尺度下，ZnO材料的能带结构发生变化，导致其电子结构发生改变，从而影响其磁性行为。

此外，ZnO表面的缺陷和掺杂也会影响其磁性质，进一步提高了纳米ZnO的磁性能。

研究表明，纳米ZnO材料具有较强的铁磁性和顺磁性。

铁磁性是指材料在外加磁场下会产生磁化强度，而顺磁性是指材料中的电子会受到外界磁场的影响而发生自旋取向。

这种磁性行为在纳米ZnO中表现得非常显著，使其具有潜在的应用前景。

纳米ZnO磁性的研究不仅可以拓展磁性材料的应用领域，还可以深化对纳米材料磁性行为的理解。

通过对纳米ZnO磁性的研究，可以为纳米材料的设计合成提供新的思路和方法，推动纳米技术的发展。

同时，纳米ZnO磁性的研究还可以为磁存储、磁传感器等领域的应用提供新的材料选择。

总的来说，纳米ZnO磁性的研究具有重要的科学意义和应用前景。

随着科学技术的不断发展，相信纳米ZnO磁性将会在更多领域展现出其独特的价值，为人类社会的进步和发展做出贡献。

希望未来能有更多的科研工作者投入到纳米ZnO磁性的研究中，共同探索其更多的奥秘，推动科学的发展和进步。

氧化锌纳米线的生长及其光电性能分析氧化锌（ZnO）纳米线作为半导体材料，在光电领域具有重要的应用价值。

本文将对氧化锌纳米线的生长过程以及其光电性能进行深入分析。

首先，我们来介绍氧化锌纳米线的生长过程。

氧化锌纳米线的生长通常通过化学气相沉积法或者热蒸发法来实现。

在化学气相沉积法中，金属锌粉或氧化锌粉末被加热至一定温度，使之升华成为气相物质。

然后，氧化锌的前驱物质被引入反应室，与锌原子相遇并沉积在衬底表面形成氧化锌纳米线。

而在热蒸发法中，则是将金属锌置于高温环境中，通过蒸发的方式使锌原子沉积在衬底表面并与氧气反应生成氧化锌纳米线。

其次，我们来讨论氧化锌纳米线的光电性能。

氧化锌纳米线具有优异的光电特性，主要体现在光电转换和光学传感器方面。

首先是光电转换方面，氧化锌纳米线的带隙能够调控其能带结构，使其在紫外光范围内具有较高的光电转换效率。

此外，氧化锌纳米线的高表面积和导电性能也使其成为光电器件中的理想材料。

在光学传感器方面，氧化锌纳米线的导电性能和表面活性使其能够实现对环境中光、气体等信息的高灵敏检测。

最后，我们来探讨氧化锌纳米线的应用前景。

随着纳米技术的不断发展，氧化锌纳米线作为半导体材料在光电领域的应用将会越来越广泛。

例如，氧化锌纳米线可用于柔性电子器件、太阳能电池、光学传感器等领域。

通过进一步研究和优化氧化锌纳米线的生长和光电性能，将有助于推动其在光电领域的应用，并为相关领域的技术发展提供新的思路和方法。

通过对氧化锌纳米线的生长及其光电性能进行分析，我们可以更好地了解这一材料在光电领域的潜力和应用前景。

相信随着科学技术的不断发展，氧化锌纳米线将会为人类创造出更多的科技奇迹。

ZnO 纳米线及其器件研究进展谌小斑,贺 英,张文飞(上海大学材料科学与工程学院高分子材料系,上海 201800)摘要:介绍了氧化锌(ZnO)纳米线(NW)的性质,总结了ZnO NW 的气相法、液相法、模板生长法、自组装法等制备原理和方法,详细阐述了ZnO NW 基光电、压敏和气敏等纳米器件的研究现状,如在发光二极管、太阳能电池、紫外激光器、纳米发电机、气敏传感器的应用现状。

分析了目前ZnO NW 器件实用化进程中难以解决的p 型掺杂等方面的问题及其在荧光探针、稀磁半导体材料和自旋电子器件等方面的研究和应用趋势,指出今后的研究及发展方向主要将集中在ZnO 缺陷形成及作用机理的研究,ZnO NW 荧光探针的制备及其在生物医学上的应用,不同结构的ZnO 超晶格和多量子阱的制备及其在自旋电子器件中的应用。

关键词:氧化锌纳米线;纳米器件;光电器件;压敏器件;气敏器件中图分类号:TN 304.21;T N 303 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2008)10-0590-07Progress in ZnO Nanowire and NanodeviceChen Xiao ban,H e Ying,Zhang Wenfei(D ep ar tment of Poly mer M ater ial,S chool of M ater ial S cience andEngineer ing,S hang hai Univ er sity ,Shanghai 201800,China)Abstract:T he pro perties of ZnO nanow ir e (NW )are intr oduced,and the principles and methods of preparing ZnO nanow ires are review ed,including v apor method,liquid method,template grow th m ethod,self -assemble method and so on.The statues of optoelectronic devices,pr es -sur e -sensitiv e devices and g as -sensitive devices based ZnO N W are described in detail,such as light -emitting dio de (LED),solar cell,ultr av io let laser,nano generator and gas senso r.The difficulties resolved in practical application of ZnO NW devices,such as doped p -type ZnO,are analyzed.T he tendencies of fluo rescent pro be,diluted m ag netic sem iconductor mater ials and quantum spin devices based ZnO NW are forecasted.It is indicated that the follow ing researches w ill be focused on the defect fo rmation and function m echanism of ZnO,preparation and application of ZnO NW fluorescent probe,research of ZnO NW superlattice and quantum w ell w ith differ ent str uctures and its applicatio ns in quantum spin devices.Key words:znic ox ide nanow ire (ZnO NW);nanodevice;optoelectro nic device;pressur e -sens-i tive device;g as -sensitive dev ice EEACC :2560;2520E0 引 言氧化锌是一种新型的Ò-Ö族直接带隙半导体材料,室温下禁带宽度为3.37eV,发射波长和GaN 一样处于紫外波段。

纳米线的应用
纳米线由于其独特的结构和性质，在许多领域都有广泛的应用。

以下是一些常见的纳米线应用领域：
1.纳米电子器件：纳米线可用作场发射器件、场效应晶体管（FET）、纳米横场效应晶体管（NWFET）等电子器件的材料。

其高电子迁移率、大比表面积和优异的传输性能使其成为下一代纳米电子器件的重要候选材料。

2.传感器：纳米线具有高度的表面积和界面活性，可用于传感器的敏感元件。

例如，金属氧化物纳米线可用于气体传感器、生物传感器等，检测环境中的气体、生物分子等。

3.光电器件：纳米线在太阳能电池、光电探测器、发光二极管（LED）等光电器件中有重要应用。

例如，纳米线可以增强光的吸收、延长电荷分离时间，提高太阳能电池的效率。

4.能源存储：纳米线可用作锂离子电池、超级电容器等能量存储设备的电极材料。

其高比表面积和快速电子传输特性有助于提高能量密度和充放电速度。

5.生物医学：纳米线在生物医学领域具有重要应用潜力，可用于生物成像、药物输送、细胞分析等。

例如，纳米线可以作为药物载体，通过表面修饰实现靶向输送和控释，用于癌症治疗等。

6.柔性电子：纳米线具有优异的柔性和可变形性，可用于柔性电子器件的制备。

例如，纳米线可以集成到柔性电子皮肤、可穿戴设备等中，实现人体监测、健康管理等应用。

7.纳米机械：纳米线可以作为纳米机械器件的构建材料，用于纳米机械臂、纳米传感器、纳米机械切割等应用，开拓了纳米尺度上的机械操作和控制。

总的来说，纳米线在电子学、光学、能源、生物医学等领域都有着重要的应用前景，其独特的结构和性质使其成为纳米科技研究和应用的重要组成部分。

《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，ZnO纳米材料因其独特的物理和化学性质，在传感器、光电器件、生物医药等多个领域具有广泛应用。

其中，ZnO纳米线阵列作为一种典型的纳米结构，其可控制备与性能研究成为了当前研究的热点。

本文将重点探讨ZnO纳米线阵列的可控制备方法及其在气敏性方面的应用研究。

二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 制备方法ZnO纳米线阵列的制备方法主要包括化学气相沉积法、水热法、溶胶-凝胶法等。

其中，化学气相沉积法因其制备过程简单、成本低廉、易于大规模生产等优点，成为了一种常用的制备方法。

在化学气相沉积法中，首先需要制备ZnO的前驱体溶液，然后将基底置于反应室中，通过加热、催化等手段使前驱体溶液在基底上生长成为ZnO纳米线阵列。

此外，通过调节反应参数如温度、压力、气氛等，可以实现ZnO纳米线阵列的形貌和尺寸的可控制备。

2. 可控制备技术为了实现ZnO纳米线阵列的可控制备，需要掌握一系列的制备技术。

首先，要选择合适的基底材料和前驱体溶液，以确保ZnO纳米线的生长质量和均匀性。

其次，要控制反应参数，如温度、压力、气氛等，以实现ZnO纳米线阵列的形貌和尺寸的可控。

此外，还需要对制备过程进行优化，如通过添加催化剂、调节反应时间等手段，进一步提高ZnO纳米线阵列的制备质量和效率。

三、气敏性研究1. 气敏性原理ZnO纳米线阵列具有优异的气敏性能，其原理主要与其表面吸附氧和目标气体分子的相互作用有关。

当目标气体分子与吸附在ZnO表面的氧发生反应时，会导致ZnO的电阻发生变化，从而实现对目标气体的检测。

此外，ZnO纳米线阵列的高比表面积和良好的电子传输性能也有助于提高其气敏性能。

2. 气敏性应用ZnO纳米线阵列在气敏性方面具有广泛的应用前景。

例如，可以用于检测空气中的有害气体如甲醛、苯等；也可以用于检测可燃气体如甲烷、氢气等；此外，还可以用于生物传感器的制备，如检测生物分子的浓度和活性等。

目录摘要 (1)1.ZnO材料简介 (1)2.ZnO材料的制备 (1)2.1 ZnO晶体材料的制备 (1)2.2 ZnO纳米材料的制备 (2)3. ZnO材料的应用 (3)3.1 ZnO晶体材料的应用 (3)3.2 ZnO纳米材料的应用 (5)4.结论 (7)参考文献 (9)氧化锌材料的研究进展摘要介绍了氧化锌（ZnO）材料的性质，简单综述一下近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。

关键词：ZnO；晶体材料；纳米材料1.ZnO材料简介氧化锌材料是一种优秀的半导体材料。

难溶于水，可溶于酸和强碱。

作为一种常用的化学添加剂，ZnO广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。

ZnO的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。

此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。

纳米ZnO粒径介于1-100nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、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、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等[1–5]。

下面我们简单综述一下，近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。

2.ZnO材料的制备2.1 ZnO晶体材料的制备生长大面积、高质量的ZnO晶体材料对于材料科学和器件应用都具有重要意义。

尽管蓝宝石一向被用作ZnO薄膜生长的衬底，但它们之间存在较大的晶格失配，从而导致ZnO外延层的位错密度较高，这会导致器件性能退化。

由于同质外延潜在的优势，高质量大尺寸的ZnO晶体材料会有利于紫外及蓝光发射器件的制作。

由于具有完整的晶格匹配，ZnO同质外延在许多方面具有很大的潜力：能够实现无应变、没有高缺陷的衬底-层界面、低的缺陷密度、容易控制材料的极性等。

纳米线性能与应用纳米线是直径在1-100纳米之间的线性物质结构，具有独特的物理、化学以及电学性质，在各个领域应用广泛。

本文将从纳米线的性能入手，介绍其在各领域的应用，并探讨未来纳米线技术的发展前景。

一、纳米线的性能特点1. 材质适应性强纳米线的材质种类繁多，包括金属、半导体、二维材料等。

不同材料的纳米线具有不同的性质和应用。

例如，金属纳米线具有良好的导电性能，可以用于柔性电子设备的制造；半导体纳米线则具有优异的光电特性，可以应用于太阳能电池等领域。

同时，纳米线的材质适应性强，在合适的条件下可以制造出各种复杂的结构，如分支型、鱼刺型等，从而进一步扩展了其应用范围。

2. 尺寸效应显著纳米线的直径在纳米级别，与传统材料相比，纳米线的尺寸效应显著，表现出与材料体积及表面积的比例关系有关的独特性质。

例如，纳米线的比表面积大，利于表面反应的发生，可以应用于化学传感器等领域；另外，纳米线的比体积大，导致其场致发光效应强，有望应用于新型LED的制备。

3. 优异的物理、化学性质纳米线由于小尺度效应的影响，其物理和化学性质表现出非常优异的特性。

例如，纳米线由于尺寸极小，可以显示出超过其宏观材料的磁性、弹性等性质。

此外，纳米线的化学反应性也非常高，在传感器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。

二、纳米线的应用领域1. 电子器件纳米线具有优异的电性能，可以制成柔性电子器件、触摸屏等。

例如，以氧化锌纳米线为主体的柔性FET可实现稳定的场效应，可以将其应用于柔性电路等领域；另外，纳米线还可以用于太阳能电池、光伏材料等。

2. 生物医学纳米线在生物医学领域也具有广泛的应用潜力。

长轴纳米线可以作为载体，将生物分子载送至特定位置。

近年来，研究人员开发出了用于治疗肿瘤、心血管疾病等方面的纳米线医疗器械，这些器械既可以传送药物，也可以用于实时监测患者的临床状态。

3. 化学催化利用纳米线的高比表面积、尺寸效应等特性，可以制造出高效的催化剂，应用于化学合成和环保领域。

ZnO纳米材料制备及其修饰电极在重金属离子检测中的应用ZnO纳米材料制备及其修饰电极在重金属离子检测中的应用摘要：本文介绍了ZnO纳米材料制备及其修饰电极在重金属离子检测中的应用。

以醋酸锌与氢氧化钠,氨水反应生成ZnO。

然后将ZnO溶液滴到金电极表面上，再沉积Au制成ZnO/Au修饰电极，利用此修饰电极作为工作电极，采用三电极体系，对水溶液中Cu2+进行电化学检测。

检测的实验结果表明，纳米ZnO/Au 修饰电极能很好的检测出溶液中Cu2+含量，最低检测线为4×10-10mol/L,在8×10-10mol/L到1×10-5mol/L 浓度范围内，方波伏安法峰高和浓度成良好的线性关系，线性相关系数为0.983。

因此灵敏度高，利用该电极重复测量11次，结果表明峰高强度随实验次数变化不大，变化幅度在4%之内，这说明重复性较好，电极稳定性很好，准确度极高。

由实验结果我们可知该电极对污水中Cu2+含量的检测很有用处。

关键词：纳米、氧化锌、修饰电极、电化学检测、Cu2+。

Abstract: This paper introduces the ZnO nanometer material preparation and application of modified electrode in the detection of heavy metal ions. With zinc acetate and sodium hydroxide, ammonia reaction ZnO. Then the ZnO solution to the gold electrode surface, and deposition of Au into ZnO/Au modified electrode, the modified electrode as working electrode, the three electrode system, electrochemical detection of Cu2+ in aqueous solution. Detection results show that, ZnO/Au nanoparticles modified electrode can detect Cu2+ content in solution is very good, the lowest detection line is 4 ×10-10mol/L,8×10-10mol/L to 1 ×10-5mol/L concentration range, a good linear relationship between the square wave voltammetry peak height and concentration, the linear correlation coefficient of 0.983. Therefore, high sensitivity, 11 times of repeated measurement of the electrode, the results showed little change in peak intensity increases with the number of experiments, the change in the rate of 4%, indicating that the electrode has good stability, high accuracy, good repeatability. From the experimental results we show that this electrode on Cu2+ content in the effluent exceed the standard test no useful. Keywords: nanometer, zinc oxide, modified electrode, electrochemical detection, Cu2+.1、引言纳米材料是纳米级结构材料简称，是指结构单元尺寸为1纳米和100纳米之间的范围。

纳米结构ZnO的制备及性能研究一、本文概述氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质，在纳米科技领域引起了广泛的关注。

纳米结构ZnO的制备及性能研究对于推动材料科学、电子学、光电子学、生物医学等多个领域的发展具有重要意义。

本文旨在深入探讨纳米结构ZnO的制备方法、结构特性、以及其在各种应用场景中的性能表现。

本文将概述纳米结构ZnO的基本性质，包括其晶体结构、能带结构、光学特性等。

随后，我们将详细介绍几种常见的纳米结构ZnO制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并对比各种方法的优缺点。

在此基础上，我们将重点关注纳米结构ZnO的性能研究，包括其电学性能、光学性能、光催化性能、以及生物相容性等。

我们将通过实验数据和理论分析，全面揭示纳米结构ZnO的性能特点及其在不同应用场景中的潜在应用价值。

本文还将展望纳米结构ZnO的未来发展趋势，探讨其在新能源、环保、生物医学等领域的应用前景。

我们希望通过本文的研究，能够为纳米结构ZnO的制备和性能优化提供有益的参考，推动其在各个领域的实际应用。

二、ZnO纳米结构的制备方法ZnO纳米结构的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法等。

这些方法的选择取决于所需的ZnO纳米结构的尺寸、形貌、纯度以及应用的特定要求。

物理法：物理法主要包括真空蒸发、溅射、激光脉冲沉积等。

这些方法通常在高温、高真空环境下进行，能够制备出高质量的ZnO纳米结构。

然而，这些方法通常需要昂贵的设备和复杂的操作过程，限制了其在大规模生产中的应用。

化学法：化学法因其设备简单、操作方便、易于大规模生产等优点，在ZnO纳米结构制备中得到了广泛应用。

其中，溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热法和微乳液法等是常用的化学制备方法。

例如，溶胶-凝胶法通过控制溶液中的化学反应，可以制备出具有特定形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。

化学气相沉积法则可以通过调节反应气体的流量、温度和压力等参数，实现ZnO纳米线的可控制备。

纳米材料的纳米线及其应用纳米材料是指至少有一维尺寸小于100纳米的制备材料，其性质具有与传统大尺寸的块材料不同的特殊性质。

而纳米线作为一种重要的纳米材料，其特殊性质使其在众多领域中具有广泛应用前景。

本文将重点介绍纳米线的基本概念、制备方法以及其在电子、能源、传感器等领域的应用。

纳米线的基本概念纳米线是一种直径为纳米级别范围内的线状结构，其长度可以长达数微米。

尽管纳米线是三维物体，但由于其长度比直径要大得多，所以通常可以近似看做是一维结构。

此外，纳米线的横截面往往具有与纵向不同的结构或组成，这种异质性也是其独特性质之一。

制备纳米线的方法制备纳米线的方法主要有以下几种：1. 高压气相金属有机化学气相沉积法2. 溶液法3. 气相法4. 其他方法高压气相金属有机化学气相沉积法是一种常见的制备纳米线的方法。

该方法通过金属有机化合物的热分解将原料金属蒸发在高温下，同时在高压氢气或其他气体存在下，使金属原子扩散到金属纳米线生长的位置上，并在此生长出纳米线。

溶液法则是指通过控制物理和化学条件来促进化学反应，像鱼钩一样“钓”出纳米线。

气相法是指在高温和高压、还原气氛下使金属原子在晶核上自组装成纳米线。

其他方法则包括物理剥离、离子束雕刻和电化学法等。

纳米线在电子领域的应用纳米线作为一种有潜力的半导体材料，具有卓越的电学性能和优异的机械性能。

因此，其在电子领域拥有着广泛的应用前景。

例如，纳米线可以在超高频范围内工作并具有优异的电子传导性能，在可调制光电元件方面具有非常高的应用价值。

此外，将纳米线集成到晶体管器件中，可以增加芯片电路密度和提高电子运输质量。

同时，利用纳米线的高表面积和活性表面有助于提高太阳能电池的效率。

纳米线薄膜还可以制备成具有优异热电性能的热电材料，并广泛应用于微型冷却器等领域。

纳米线在能源领域的应用纳米材料因具有独特的优异电学和光学性能，因此在能源领域也有着广泛的应用前景。

例如，利用纳米线的高比表面积和独特的光学性质，可以制备出具有高效能储能能力的电化学电容器。

一维纳米ZnO及其复合材料的发光二极管氧化锌(ZnO)，作为一种重要的宽禁带半导体材料，具有优良的光电性能，目前已被广泛地研究应用到发光二极管、光伏电池、激光等光电领域。

自从发现室温下ZnO纳米线的紫外激光发射以来，一维ZnO纳米材料如纳米棒、纳米管、纳米带等由于在纳米器件和光电器件中的潜在应用前景而受到了人们极大的关注。

发光二极管由于具有高效节能的特点，很有可能取代传统的白炽灯和荧光灯，成为新一代的照明光源。

ZnO是继GaN之后最有可能实现商业化的光电材料。

如何将一维纳米ZnO材料更好地应用到发光二极管领域，已经成为研究的热点。

本论文着重应用电化学方法，通过各种途径，提高ZnO纳米棒发光二极管的发光效率，调节一维纳米ZnO材料的电致发光谱段，主要进行了以下两方面的研究工作：(1)采用电化学方法分别制备ZnO纳米棒膜、ZnO纳米棒与聚3—甲基噻吩(PMT)复合膜及ZnO纳米棒与CuSCN复合膜，构建ZnO纳米棒发光二极管、ZnO纳米棒／PMT发光二极管、ZnO纳米棒／CuSCN发光二极管，研究其电致发光性能，探讨了其电致发光的机理。

(2)采用电化学方法制备ZnO纳米管膜，探讨ZnO纳米管的形成机理；构建ZnO纳米管发光二极管，研究其电致发光性能及发射白光的特性。

获得如下主要的研究结果：一、ZnO纳米棒膜的电化学制备以及ITO／ZnO／Al发光二极管的构建1．优化恒电流阴极还原法在ITO基底上电沉积ZnO纳米棒膜条件，使制备的ZnO纳米棒能均匀地覆盖在ITO基底上，高度较为一致，排列紧密，直径大约为130 nm；ZnO纳米棒锌氧元素的比例接近1：1，具有六方纤锌矿型的晶体结构，在ITO基底上有很好地沿c轴取向生长的优势；在340 nm单色光照射下，控电位O V(vs SCE)时产生阳极光电流，为n型半导体；ZnO纳米棒膜的荧光光谱由强的382 nm处的紫外发光和弱的500～600 nm波段的可见发光构成，紫外发光是ZnO纳米棒的激子复合发光，而可见光谱带主要是由缺陷引起的跃迁发光。

辽宁师范大学硕士学位论文摘要随着科学技术的进步和发展，纳米技术得到了广泛的应用。

因纳米ZnO半导体材料具有独特的物理或化学特性，近来在世界范围内受到了研究者的普遍重视。

但目前采用各种方法制备的ZnO半导体纳米材料一般都呈现N型导电特性，ZnO材料的P 型掺杂一直没有很好的解决。

一种半导体材料能达到实用化应用的基本要求是材料必须能方便的实现N型及P型导电特性。

为了更好的利用ZnO这种新型的半导体材料，拓展ZnO半导体材料的应用领域，目前世界范围内科研工作者都在大力研究如何解决ZnO半导体材料P型掺杂改性问题，以期尽快实现ZnO半导体材料及器件的应用。

针对此问题，本文首先在实验上开展了N掺杂ZnO纳米线的制备及光学特性的研究工作，试图从实验角度解决ZnO纳米线的P型掺杂改性问题。

在实验的基础上，论文还利用MS软件，从理论的角度研究了N原子嵌入ZnO的晶体结构后，N掺杂ZnO晶体的电子能量损失谱及光学特性，从理论上计算分析了纳米ZnO材料N型及P 型导电特性的起因及结构中的本征缺陷对晶体结构、光学特性的影响。

本论文主要开展了如下工作：(1)首先介绍了纳米ZnO半导体材料的晶体结构、特性及其研究发展现状，介绍了应用结构中的本征缺陷，并对半导体的掺杂改性技术和MS的理论计算进行了详细的说明。

(2)采用化学气相沉积法，以ZnO(99．99％)粉末和石墨粉末(99．99％)为反应物，通入高纯NH3气体为N掺杂源，在Si(11 1)衬底表面制备了N掺杂取向ZnO 纳米线阵列。

并利用实验仪器X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对实验结果进行表征，根据电子能量损失谱得到实验数据。

(3)本文的侧重点就在于，利用Materials Studio软件中的Materials Visualizer 模块，根据已知空间群类型、晶体结构参数和元素类型创建了ZnO晶体结构，并利用CASTEP模块对N掺杂ZnO晶体模型进行了理论计算，得到了N掺杂后ZnO晶体模型的电子能量损失谱及光学特性，并将实验得到的N掺杂ZnO纳米线的电子能量损失谱与软件建构的电子能量损失谱进行了比较，判断了利用软件模拟计算中给定初始值的正确性，并分析了计算与实验结果产生误差的原因及改进的方法，以期将来将Materials Studio推广到其它材料理论计算领域。

（下转第27页）高性能氧化锌纳米线阵列的研究及应用张聪1，温强2（1.国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州130000；2.苏州世华新材料科技股份有限公司，江苏苏州130000）摘要：ZnO 纳米线阵列结构表现出比块体材料更好的发光性能、导电性能和光电性能等，从2001年后受到研究人员的广泛关注，不同的产品形貌会带来不同的产品性能，为了追求产品形貌多样化和产品性能上的提高，研究人员做了多方面工作，文章就ZnO 纳米线阵列的形貌调整方法以及掺杂与改性及其应用，简要概述了近几年ZnO 纳米线阵列的技术发展。

关键词：氧化锌；纳米线阵列；形貌；掺杂作者简介：张聪（1987-），女，吉林人，研究方向：金属化合物的制备。

Metallurgy and materialsZnO 纳米线阵列结构是2001年由Huang 课题组首次合成，发展至今十余年，研究人员们开发研究了如水热合成法、化学气相沉积法、模板限制辅助生长法、金属有机气相外延生长法等多种合成方法。

氧化锌的形貌和元素的掺杂会对产品的性能产生影响，进一步影响其应用，因此也是研究人员重点研究的方向。

1形貌调整氧化锌纳米线阵列中的氧化锌多为棒状形貌，但为了追求更大的氧化锌比表面，很多研究者也试图对氧化锌的形貌进行调整，如金字塔形、树枝形等。

天津大学靳正国等在水溶液中二次生长工艺制备得到了优取向垂直基片生长的ZnO 棒状晶阵列薄膜表面绒毛状棒晶（CN1995481A ）。

天津大学杜希文等在氧化锌纳米线的基础（CN101456579A ），利用纯化学刻蚀工艺合成ZnO 纳米管阵列，不需要电化学辅助及模板，具体的腐蚀步骤是将生长有ZnO 纳米线的基底转入装有碱的密闭水热反应器中。

浙江大学朱丽萍等以氟化钠、氟化钾或氟化铵为化学结合剂，与锌盐直接结合，在衬底上直接成核，无需晶种，制备了菱形氧化锌纳米线阵列（CN103288122A ）。

东南大学余新泉等人在水浴加热条件下将导电玻璃涂有晶种的面朝下悬空倒扣与氧化锌阵列的生长液上，制备得到了氧化锌纳米锥阵列（CN103523818A ）。