LB基底上生長(zhǎng)ZnO納米棒的研究.pdf

1、六方晶系結(jié)構(gòu)的ZnO是一種重要的寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料，室溫下帶隙寬度為3.37eV，并且具有較大的激子束縛能(~60meV)，容易與其他類(lèi)型的半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)集成化使用。在基底上高度規(guī)則有序生長(zhǎng)的ZnO一維納米結(jié)構(gòu)可以用來(lái)制作表面聲波儀、透明電極和短波激光器等功能器件，特別是在室溫下發(fā)現(xiàn) ZnO納米棒具有光致紫外發(fā)光的性能，因而高質(zhì)量擇優(yōu)取向 ZnO納米棒的生長(zhǎng)研究意義明顯。
　　采用Langmuir-Blodgett（LB）技術(shù)

2、，在玻璃基底上獲得均勻的ZnO薄膜，確定了ZnO薄膜的制備工藝參數(shù)：在亞相溶液濃度為0.10mol·L-1，滑障速度約為5mm·min-1，鋪展液靜置時(shí)間為10～30min，鋪展量為80μL，轉(zhuǎn)移膜壓為28mN·m-1~32mN·m-1，基片提拉速度4mm·min-1~6mm·min-1的條件下，能夠得到轉(zhuǎn)移比在1.0附近的硬脂酸/Zn2+復(fù)合LB膜。經(jīng)高溫退火處理后可以得到ZnO薄膜。XRD測(cè)試結(jié)果表明硬脂酸/Zn2+復(fù)合LB膜結(jié)晶度

3、較低，無(wú)ZnO的特征衍射峰，經(jīng)過(guò)退火處理后制得的薄膜為ZnO晶體薄膜，呈六方晶系結(jié)構(gòu)，且結(jié)晶度高。SEM表征結(jié)果顯示，通過(guò)LB技術(shù)制備的ZnO薄膜表面光滑平整、顆粒尺寸均勻。UV-Vis結(jié)果說(shuō)明，納米ZnO薄膜在266nm左右和在360nm左右有吸收峰，當(dāng)薄膜層數(shù)變化不大的情況下，薄膜對(duì)光的吸收強(qiáng)度變化也不大，說(shuō)明制得的薄膜各層之間及每個(gè)膜層都是均勻的。
　　以LB技術(shù)獲得的ZnO薄膜為種子膜，采用溶液法在ZnO種子膜上生長(zhǎng)ZnO

4、納米棒，探討了種子膜拉膜層數(shù)、加熱環(huán)境、生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)時(shí)間、生長(zhǎng)液濃度等因素對(duì)生長(zhǎng)ZnO納米棒的影響。XRD檢測(cè)結(jié)果表明，制得的ZnO納米棒為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度高，沿（002）晶面擇優(yōu)取向性良好。SEM觀測(cè)結(jié)果表明，可以通過(guò)調(diào)節(jié)各影響因素值，獲得高度定向生長(zhǎng)、排列規(guī)則緊密、直徑尺寸均勻以及長(zhǎng)徑比穩(wěn)定的ZnO納米棒。UV-Vis透光光譜表征結(jié)果表明，納米棒陣列結(jié)構(gòu)對(duì)ZnO光學(xué)性能有較大的影響，當(dāng)ZnO納米棒沿C軸方向擇優(yōu)取向性較好、表