鋅基納米結(jié)構(gòu)的合成與性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體納米材料具有優(yōu)越的光電性能，在發(fā)光器件、生物標(biāo)記及太陽能電池領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。由于納米材料的表面效應(yīng)，不同的制備條件及形貌可以帶來納米材料性能上的顯著差異。隨著納米技術(shù)的進(jìn)步，材料的可控制備以及性能的優(yōu)化成為了研究者關(guān)注的目標(biāo)。
　　 本文重點(diǎn)研究了鋅基無毒熒光材料(氧化鋅、硫化鋅及堿式碳酸鋅)的制備、光學(xué)性能與光電應(yīng)用。具有不同形貌及性能的氧化鋅納米材料可以分別通過反相微乳液法、氧化鋅量子點(diǎn)的熟化過程及堿式碳酸鋅

2、的退火處理獲得。
　　 采用熱混合工藝，通過反相微乳液法制備出粒徑均勻、單分散的氧化鋅納米棒及氧化鋅四面體結(jié)構(gòu)。光學(xué)性能測試表明氧化鋅納米棒具有綠光發(fā)射，而四面體結(jié)構(gòu)為藍(lán)光發(fā)射。從氧化鋅的晶體生長特性、反膠束的模板作用及表面活性劑的影響三方面研究了不同形貌氧化鋅形成機(jī)理，并對不同的發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了解釋。
　　 采用超聲冰浴工藝，通過溶膠凝膠法制備粒徑均一、單分散的氧化鋅納米晶，以其為原料通過加入不同的表面活性劑控制氧化鋅納

3、米晶的熟化過程，獲得了不同形貌的氧化鋅結(jié)構(gòu)。表面活性劑對納米晶不同晶面的吸附作用是影響納米晶熟化過程的關(guān)鍵。這種熟化處理方式也可以應(yīng)用于其他體系(例如硫化鎘)中。
　　 通過液-固-液相法制備具有橙光發(fā)射的錳摻雜硫化鋅納米晶。通過油酸的原位修飾作用使納米晶粒徑均一，且具有油溶性。對比實驗說明油酸同樣有利于提高錳的摻雜含量。通過巰基乙酸的修飾，油溶性的錳摻雜硫化鋅可以成功轉(zhuǎn)移到水相，有利于其應(yīng)用。
　　 通過對制備氧化鋅納

4、米線的水熱工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得了堿式碳酸鋅/氧化鋅雙層結(jié)構(gòu)，其中堿式碳酸鋅具有明顯的藍(lán)光發(fā)射。分析表明六亞甲基四胺緩慢分解提供的碳酸根及羥基是導(dǎo)致堿式碳酸鋅生成的主要因素。堿式碳酸鋅經(jīng)過退火可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫椎难趸\，退火后的雙層結(jié)構(gòu)在太陽能電池應(yīng)用中顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。
　　 對堿式碳酸鋅的藍(lán)光發(fā)射進(jìn)行了系統(tǒng)的研究、獲得了一定的認(rèn)識，初步結(jié)論認(rèn)為藍(lán)光發(fā)射來源于缺陷發(fā)光。
　　 以堿式碳酸鋅為前軀體，分別制備了鎂摻雜及鋁摻