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热蒸发法制备ZnMgO纳米材料及其性能表征

支明佳  
【摘要】:低维纳米结构是当前纳米科学与技术领域一个重要的研究方向。纳米ZnO材料由于其在电予学、光学和光子学等领域的优异性能而倍受关注。通过Mg掺杂,可以实现对ZnO能带调制作用,从而获得更加广泛的应用。 本文在综述目前ZnO一维纳米材料的制备方法及掺杂的基础上,选择用热蒸发法,不用催化剂的情况下成功制备出两种ZnMgO的一维纳米结构,讨论了其形成机理,并研究了其发光性能。其中取得的主要结果如下: 1.利用热蒸发法,在850℃下制备了两种具有不同形貌的ZnMgO纳米线,其组分为Zn_(0.84)Mg_(0.16)O和Zn_(0.12)Mg_(0.88)O,直径在30-80nm之间。分别具有六角纤锌矿和立方岩盐矿结构,且有良好的择优取向。 2.在850℃,Ar气氛下退火后发现Zn_(0.84)Mg_(0.16)O纳米线的PL谱发生蓝移,表明实现了能带调制作用。 3.利用ZnO纳米形核中心,制备了ZnMgO准直立纳米棒阵列,具有两段式结构,上段直径50nm左右,下段直径200nm,Mg含量为5%,具有良好的c轴取向。PL测试也表明其能带发生蓝移。 4.对纳米棒的生长机理进行了讨论,利用生长时温度的变化可以实现控制尖端形貌。 5.测试了ZnMgO准直立纳米棒阵列的场发射性能,并对影响因素进行了讨论。


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