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氧化锌(ZnO)作为Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料的重要成员,由于它具有半导体、压电、热电等特性,被广泛的应用于光学器件、光电子学、传感器、制动器等领域。近年来,ZnO的各种独特新颖的纳米结构包括纳米线、纳米管、纳米带、纳米梳、纳米环等被研究者所制备,所采用的方法也是多种多样如:湿化学法、电化学沉积法、模板法、分子束外延法、射频磁控溅射法,金属有机化学气象沉积法等。我们研究小组利用一种简单有效的方法成功的制备出长尾双滴管状ZnO纳米结构、短尾双滴管状ZnO纳米结构和多枝ZnO纳米结构。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、光致发光谱(PL)、X射线光电子能谱分析(XPS)、选区点的高分辨电镜能谱(EDS)等测试手段对制备的ZnO纳米材料的结构、形貌、光致发光特性、组分等进行了分析。初步探讨了极性面的取向生长在ZnO纳米结构的生长机制中的特殊作用,并对生长机制进行了研究。1.长尾双滴管状ZnO纳米结构和短尾双滴管状ZnO结构采用CVD法1050℃时,在涂有浓度为10%的Al(NO3)3乙醇溶液的Si(111)衬底上利用反应时间的不同,制备出长尾双滴管状ZnO纳米结构和短尾双滴管状ZnO结构:在反应过程中,由于Al(NO3)3的受热分解产生Al2O3覆盖在衬底上,为双滴管状ZnO纳米结构的合成提供了成核点,促进了晶体生长起到了催化作用。通过调节温度时间气流,制备出具有光滑的表面、产量较高、结晶度较好等特点的长尾双滴管状ZnO纳米结构和短尾双滴管状ZnO米结构。对于长尾双滴管状ZnO纳米结构通过利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)的研究,结果表明两种结构均为单晶纤锌矿结构,生长方向为[0001]。对样品进行选区点的高分辨电镜能谱(EDS)的分析表明,两种样品中Zn与O的原子比约为1。室温的光致发光谱(PL)表明长尾双滴管状ZnO纳米结构存在一个紫外发光峰和一个绿光发光峰,发光峰的中心分别位于384nm和540nm处,对发光机制进行了分析。对于短尾双滴管ZnO结构,利用X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),高分辨透射电镜(HRTEM),选取点的电子衍射(SAED)以及选区点的高分辨电镜能谱(EDS)图谱对样品的晶体结构、形貌、成分进行了分析。结果表明,短尾双滴管ZnO结构同样具有良好的结晶质量是氧化锌六方纤锌矿结构。最后,对长尾双滴管状ZnO纳米结构和短尾双滴管状ZnO米结构生长机制进行了讨论,这两种较为新颖的ZnO纳米结构,为以后新型的ZnO纳米结构的性能和应用的研究具有较大的意义。2.多枝ZnO纳米结构利用CVD法在涂有浓度为10%的Al(NO3)3乙醇溶液的Si(111)衬底上制备出多枝ZnO纳米结构:在Al(NO3)3受热分解,生成的Al2O3层在衬底上形成缺陷,为多枝ZnO纳米结构生长提供了成核点的条件下。利用碳热还原反应化学气相沉积法,通过调节温度时间气流制备出具有多枝状形貌的ZnO纳米结构。对样品进行扫描电镜的分析可以看出表面光滑,而X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)的研究显示整个纳米结构为单晶体,生长方向垂直于(0110),每个脚的直径从基部到尖端越来越小,以放射状生长。多枝ZnO纳米结构的X射线光电子能谱分析(XPS)的结果表明,样品中只含有Zn和O没有其他杂质元素。