ZnO-Zn納米晶須的熱物理形成及其特征的研究.pdf

1、華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文ZnO/Zn納米晶須的熱物理形成及其特征的研究姓名：吳潤申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料科學(xué)與工程指導(dǎo)教師：謝長生2001.3.1華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文A B S T R A C TZ n O n a n o w h i s k e r s a r ei ns h a p e o f t h r e ed i m e n s i o n a l t e t r a p o d w i t h a s t r u c

2、 t u r eo f s i n g l ec r y s t a l ，w h i c h h a v ev a r i o u s f u n c t i o n a l a p p l i c a t i o n ．I n t h e p r e s e n t s t u d y , t h eZ n O ／Z nn a n o w h i s k e r s w e r es y n t h e s i z e db y m

3、 e a n s o f r e n o v a t e dh y b r i di n d u e t i o na n dl a s c rh e a t i n g( H 1 L H ) o r i n d u c t i o nl l e a t i n g ．T h e s t r u c t u r e so f t h ew h i s k e r sw e r em e a s u r e db ym o d e mm

4、i c r o a n a l y s i sd e v i c et oe x p l a i n t h e i rf o r m a t i o n ．T h e i r c h a r a e t e r i s t i cw e r e a l s o e x a m i n e d ．S i m u l t a n e o u s l y , Z nn a n o p a r t i c l e sw e r ea l s

5、op r o d u c e db yH I L Hi nA ra t m o s p h e r e ，w h i c h a f eo f h ，c ．p ．c r y s t a l l o g r a p h i cc h a r a c t e r i s t i c ．AJ a y e r o f t h i no x i d ef i l mW a S f o a n d o nt h e s u r f a c eo f

6、m eZ nn a n o p a R t i c l e s ．W 1 圮nt h e yw e r e “ h e a t e dt o 3 6 7 ℃b vD i f 詫r e n t i a lS c a n n i n gC a l o r i m e t e r a t a r a t e o f2 0 ℃／m i n ．．t h e f i l m b r o k eu pa t t h e c o r n ．e r o

7、ft h en a n o p a r t i c l e sb e c a u s e o f t h e r m a l e x p a n s i o n ．A s a r e s u l t , t h eZ n n a n o p a R t i c l e st r a n s f o r m e di n t o Z n Ot e t r a p o d n a n o w h i s k e r sb ya n n e

8、a l i n g ．n 嵋b e h a v i o r s o ft h e Z nn a n o p a r t i c l e ss y n t h e s i z e d b y i n d u e t i o n h e a t i n g a l e n o t S O e v i d e n c e 船a b o v ea n d n o t a l l t h e Z nn a n o p a r t i c l e

9、se v o l u t i o n a l l yc h a n g ei n t ot h eZ n o t e t r a p o dn a n o w h i s k e r sa f t e ra n n e a l i n g ．H o w e v e r , d u r i n g i n d u c t i o n h e a t i l l g ，t h e Z nn u c l e i s c a n g r e w

10、 i n t o t h e Z n t e t r a p o dn a n o w h i s k e r sc a t a l y z e db yC o ，F(xiàn) ee l e m e n t s ．t h eZ n t e t r a p o dn a n o w h i s k e r sh a v eas t o n ga c t i v a t e ds u r f a c ea n dt h e i rd i f f u

11、s er e f l e c t i o nr a t et of a ri n f r a r e d1 i g h tj nw a v e l e n g t hf r o m8 0 0 n m t o2 5 0 0 n m i ss n l a l la ta b o u t 4 ％．W h e n Z nm e t a lW R ．qe v a p o r a t e di nt h ec h a m b e r c o n t

12、 a l n i n 25 0 ％A r 卜5 0 ％o ，，t h eZ n Ot e t r a p o d n a n o w h i s k e r sc 蛐b eg o R e ni fZ no x i d a t i v er e a c t i o nt o o kp l a c en o tu n t i lZ ne m b r y o sn u c l e a t e di nZ n v a p o r ．n 他p r

13、 e s s u r ei nt h ec h a m b e r n e e d e d f o rf o r m a t i o no f t h eZ n O t e t r a p o dn a n o w h i s k e r s i n c r e a s e d w i t h r a l s i n g o f h e a t i n g t e m p e r a t u r e ：i tW a S1 6 0 0 P

14、 a 砒t h eh e a t i n gt e m p e r a t u r eo f1 1 0 0 ℃：1 6 0 0 ～4 0 0 0 P a a t 1 2 8 0 ℃：2 2 0 0 ～6 0 0 0 P a a t 1 3 5 0 ℃．A l s ot h en e e d l e so f t h e t w h i s k e r sb e c o m e l a R g ei nd i a n a e t e ra

15、 n d s h o r ti nl e n g t h , a n dt h e i rc o l o rb e c o m e d a r k w i t h r a i s i n g o f t h et e m l 艙n ' a t u r ea t2 2 0 0 P a ．A t1 4 5 0 ℃t h e p r o d u c t s 呲b l a c k n a n o p a R t i c l e s ．n

16、 I c r e i s Z np h a s e i n t h ec e n t ∞o ft h eZ n 0t e t r a p o dn a n o w h i s k e r s ．T h e y l i g h f l ya b s o r b e d a i r a t t e m p e r a t u r e b e l o w4 2 0 ℃a n dh a ds t r o n g t h e r m a l s

17、t a b i l i t y ．B u t t h e i rs u r f a c e i S S O a c t i v a t e d t h a tt h e p r e s s u r e d n a n o w h i s k e r ss i n t e r e d 砒1 6 0 ℃．T h eZ n 0t e t r a p o dn a n o w h i s k e r s h a v e al o w d i f

18、 f u s er e f l e c t i o n r a t en o t o n l y t ot h eu l t r a v i o l e tl i g h tb u ta l S Ot ot h ef a ri n f r a r e dI i g h t ．I ti Sf i g u r e do u tf r o md i e l e c t r i ct h e o r yt h a tt h er e f l e

19、 c t i o ni Sr e l a t e dt ot h ee f f e c t so f t h e i rn a n o m e t e r d i a m e t e r s ．1 a r g es p e c i f i cs u r f a c e a r e aa n dZ 刖Z n Oi n t e r f a c e ．A l s oo nt h eb a s i co f a n a l y s i sf o

20、 re v a p o r a t i o no f A I ，Z nm e t a li nv a c u n n l ，t h es y n t h e s i sp r o c e d u r ew a sm o d i f i e dt or e d u c et h ee v a p o r a t i o na r e ao f Z n m e t a la n dS OA le l e m e n t w a s s o

21、a k e d i n t ot h eZ n O t e t r a p o d n a n o w h i s k e r s ，K e y w o r d s ：T e t r a p o d ，n a n o w h i s k e r , h y b r i di n d u c t i o na n d l a s e rh c 撕I l g ( m L H ) ，c r y s t a I踞Q 熊甌蟲．ml i l n 玉