ZnO基復合材料的改性研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)作為一種具有優(yōu)良光電特性的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶半導體材料，它的禁帶寬度為3.37eV，激子束縛能為60meV，在光、電學和磁學等方面具有廣闊的應用前景。第一、ZnO激子束縛能遠高于室溫熱能(26meV)，室溫下激子發(fā)射性能好，在紫外激光器應用方面有良好的應用前景。第二、ZnO基稀磁半導體材料，可能具有高于室溫的居里溫度(Tc)，有希望成為新一代信息處理和存儲領域的重要材料。第三、ZnO具有出色的光催化活性，作為一種光催化材料，

2、可以用于降解有機染料和污水治理。由于ZnO的這些優(yōu)異的性質，使其具有廣泛的用途和良好的潛在應用前景。圍繞著這些背景開展了以下工作。
　　(1)氧化鎂包裹氧化鋅由兩步水熱法合成。本文對純氧化鋅和氧化鎂包裹的氧化鋅的發(fā)光激發(fā)依賴性進行了研究。發(fā)現氧化鎂包裹后改變了樣品的表面缺陷態(tài)，明顯減弱了綠光強度，且紫外光強度顯著提高。此外，發(fā)現了紫光和紫外光隨著激發(fā)波長增強發(fā)光強度一致增強，而藍光和綠光發(fā)光強度很可能已經處于飽和狀態(tài)，與激發(fā)波長無

3、明顯依賴關系。這一現象可以用躍遷機制來解釋，這表明激發(fā)調控也可以用來進一步提高紫外發(fā)射效率。
　　(2)本文通過一種簡單的溶膠凝膠法合成了不同銅濃度摻雜的氧化鋅納米顆粒(Zn1-xCuxO，x=0.0-3.5％)，并詳細研究了其相關的光學和磁性能。采用X射線衍射、紫外可見近紅外分光光度計和光致發(fā)光譜來證明銅離子進入氧化鋅品格結構中，且當銅濃度小于2％時始終沒有形成雜質相，保持六角纖鋅礦結構。進一步分析時發(fā)現替位性的銅摻雜導致了能帶

4、隙的降低，而且出現了結構性的綠光發(fā)射。磁性測量表明銅摻雜濃度小于1％時增強了樣品的鐵磁性，但是銅摻雜濃度增高時由于相鄰的銅離子間形成了反鐵磁耦合使鐵磁性有一個大的減弱。
　　(3)使用一種簡單的兩步水熱合成方法制備了ZnO包裹的Fe3O4納米顆粒。在包裹ZnO時通過使用不同的溶劑，獲得了不同形貌的ZnO和Fe3O4結合方式。使用了透射電鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)和振動樣品磁強計(VSM)分別對樣品的形貌、品格結構和磁性進