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纳米材料的可控合成与光学性质是目前纳米材料研究领域的前沿和热点。液相激光烧蚀可以产生极端非平衡条件，因而可望产生独特结构与新型纳米材料，展现新的物理/化学现象。本文以液相激光烧蚀方法制备ZnO纳米结构，探索极端非平衡条件下纳米材料的生长机制、研究其中包含的缺陷相关光学性质。主要内容和创新点包括以下几个方面：
⑴ZnO纳米结构的液相激光烧蚀合成、控制与自组装首先制备并实现了ZnO及其复合纳米颗粒的合成与成分、尺寸、结构的人为控制。提出并检验了“水溶液氧化-SDS抑制瞬态竞争”形成机制。结合时效陈化处理，在非常温和的条件下实现了由纳米颗粒到纳米树的“非完整取向联接”自组装。
⑵光吸收与光致发光特性观察到ZnO激子吸收到Zn等离子体共振的逐渐演变。观察到少见的较强的蓝色和紫色发光，并通过详细的实验分析，提出ZnO蓝紫色发光来源于间隙Zn缺陷中心，探讨了表面钝化与时效增强起源。
⑶声子振动与热驰豫特性在Zn/ZnO芯壳结构中观察到了主导拉曼光谱的表面光学(SO)声子模，及其声子限制效应和介质依赖效应，揭示了其极端条件相关的微结构起源。在拉曼光谱的退火行为中，发现了声子振动的“间歇行为”，揭示了ZnO中几种典型缺陷的热驰豫规律，确立了其稳定性顺序。