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随着平板显示中对蓝光的需求及场发射显示的兴起,纳米ZnO的研究已成为国际上继GaN之后又一研究热点。通过自组织作用形成的多孔氧化铝具有纳米级的孔径,并且具有尺寸可调等很多优点,因此在制备纳米量级的纤维、纳米棒、金属管、半导体等新型材料上,多孔氧化铝已经成为一种常用的模板。在最近的工作中,基于多孔氧化铝模板纳米掩膜技术,在硅衬底上成功生长出纳米氧化锌。
本文在纳米材料的合成和表征方面做了如下研究:
(1)在硅基氧化铝模板的制备和表征及应用方面做了初步的探讨,分析了氧化铝模板的形貌、结构、发光性能,并探讨了氧化电压、电解温度,电解液浓度及电解液种类等对多孔氧化铝模板形貌的影响。扫描电镜观察表明,二次氧化提高了孔洞分布的均匀性,使得孔在一定的区域内呈现有序六角分布,这种模板可进一步用于硅基纳米器件和纳米结构的制备。
(2)采用高度有序的氧化铝作为模板,结合直流电化学方法在多孔氧化铝模板规则排列的孔中沉积得到锌的纳米线,再通过高温氧化得到纳米ZnO。分析讨论了ZnO光致发光(PL)性能,并利用X射线衍射光谱、扫描电子显微镜等手段分析研究了它们的形貌特征和相应性能的变化。