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《合肥工业大学》 2009年
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基于柔性基体的ZnO纳米阵列结构的液相法制备与生长机理研究

盛阳平  
【摘要】:有序的纳米阵列结构能够合理控制材料的定向生长,进而实现对其尺寸、维度、组成、晶体结构乃至物性的调控,从而有利于在纳米器件中的应用。ZnO纳米线与碳纳米管,硅纳米线被认为是21世纪主要的纳米材料,在光学,光电子学,能源,传感器,生物医学,自旋电子学等众多领域中有着重要的应用。柔性器件技术因为独特的柔韧性,便携性,突破了传统器件的应用,被公认为最具有发展前景的下一代器件技术。基于柔性基体的有序纳米阵列结构的制备在柔性器件的发展中是至关重要的。目前ZnO纳米阵列的制备主要是基于单晶硅片,导电玻璃等刚性基体,基于柔性基体的ZnO纳米阵列的制备技术正是当前研究的热点。本论文主要研究基于柔性基体的ZnO有序纳米阵列结构的液相法合成,并且对于ZnO纳米阵列结构在一般基体上生长机理做了一定的探索。主要内容归结如下: 1.通过结合电镀技术,我们在柔性金属导电基体上,采用硝酸锌/氨水体系,在电镀锌层上成功制备了ZnO纳米线阵列,ZnO纳米线阵列完全是垂直于电镀锌层生长的,并且其分布能够复制电镀锌层的表面形貌。通过对电镀锌层的形貌控制,能够实现ZnO纳米阵列的立体图形化制备。 2.研究了不同的生长条件对ZnO纳米线阵列合成的影响,如氨水的量、温度、Zn2+的浓度,同时,通过改变氨水的量与反应温度,还获得了纳米线阵列之外的在基体上均匀分布的ZnO纳米花状结构和纳米片阵列结构。 3.通过对ZnO纳米结构的发光性能研究,我们发现这些ZnO的纳米结构具有强烈的紫外激子发光。这里,我们给出了的是一种简单的可放大的于柔性基体之上制备ZnO纳米线阵列的方法,它将可用于制备柔性器件,如太阳能电池、气敏传感器等。 4.我们研究了六亚甲基四胺,氨水,乙二胺等不同Zn2+离子的配体在液相法制备ZnO纳米阵列结构的作用机理。通过测量不同配体溶液与基体间的界面张力,结合过饱和度对晶体形核的影响,基体对晶核排布的影响,我们发现配体浓度的改变,可以改变ZnO晶体在基体上形核成的晶核的分布,从而可以控制有序纳米阵列结构的制备。通过改变配体浓度,在导电玻璃,金属镍片上都制得了有序的ZnO纳米线阵列结构。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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