不同基底下生长氧化锌纳米线
二氧化硅基底生长氧化锌纳米线
二氧化硅（SiO2）基底上生长氧化锌（ZnO）纳米线是一种常见的材料结构，具有广泛的应用潜力。
以下是关于该结构的一些特点和应用：
1.结构特点：氧化锌纳米线是以二氧化硅基底为支撑物，在其表面上沉积生长出来的纳米
线状结构。
这些纳米线通常具有高度的晶体质量、较大的比表面积以及优良的光电性能。
2.生长方法：氧化锌纳米线的生长可通过多种方法实现，如化学气相沉积、溶液法等。
在
二氧化硅基底上生长氧化锌纳米线时，常使用热蒸发或物理气相沉积等技术。
3.光电性能：氧化锌纳米线具有优异的光电性能，包括高透明性、高光吸收率、宽带隙、
快速载流子传输等特点，因此在太阳能电池、光电器件、光催化等领域具有广泛应用前景。
4.器件应用：由氧化锌纳米线制备的器件广泛应用于光电器件领域，如柔性显示器、传感
器、发光二极管（LED）和激光器等。
纳米线结构的高比表面积有利于提高器件的性能和效率。
5.催化应用：氧化锌纳米线还具有优良的催化性能，可用于有机废水处理、催化剂载体以
及气敏传感器等领域。
总之，二氧化硅基底上生长氧化锌纳米线是一种重要的材料结构，在光电器件、催化和传感器等领域具有广泛的应用潜力。
其独特的结构和性能使之成为研究和开发新型功能材料的重要方向。
水热法制备不同形貌的氧化锌纳米结构
水热法制备不同形貌的氧化锌纳米结构李琛;周明;沈坚【摘要】The hydrothermal method was developed here to prepare ZnO nano-structure with different morphology on different seed layer.The substrates include silicon wafer,silicon wafer deposited with ZnO thin film,silicon wafer deposited with ITO thin film,etc.We investigated the influence of different seed layer on the morphology of ZnO nano-structure.We also prepared ZnO nano-structure on ZnO seed layer and ITO seed layer under different temperature to study the influence of temperature and seed layer on the length of nano-rod.Scanning electron microscopy（SEM） and X-ray diffraction（XRD） were developed to characterize the samples.The results showed that seed layer,reaction time,growth temperature and methanamide concentration had a great influence on the morphology of nano-structure.Nano-rod formed on ITO seed layer is shorter than prepared on the ZnO seed layer.From the SEM picture it also would be seen that the diameter and length of nano-rod increased as temperature goes high.X-ray diffraction peak at 34.6℃ had a strong（002） wurtzite peaks,which showed a high degree of c-axis oriented nanorod arrays and good crystalline quality.%采用水热法,用甲酰胺水溶液和锌片建立反应体系,在不同种晶层上制备出不同形貌的ZnO纳米结构,所用基底有Si片、镀有ZnO薄膜的Si片、镀有ITO薄膜的Si片、涂有ZnO粉末的Si片等,研究了不同的种晶层对ZnO纳米结构的形貌的影响。
不同形貌的纳米氧化锌
参考文献
1. Chan Yoon Jung, Jung Soo Kim etc. Journal of Colloid and Interface Science , 2012, 367: 257–263 2. Jing Ji, Masayashi Fuji, Hideo Watanabeb, Takashi Shirai. Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng, 2012,393: 6– 10 3. SUN Ji-feng et al. Preparation of Bar-like Nano ZnO and Analysis on Its Photocatalytic Propert, J. Journal of Anhui Agri Sci, 2009, 37(27):12900-12901 4. Ko, S. H. et al. Nano-forest of hydrothermally grown hierarchical ZnO nanowires for a high efficiency dye-sensitized solar cell. Nano letters 11, 2011, 666-671 5. Law, M. Greene, L. E., Johnson, J. C. Saykally, R. & Yang, P. Nanowire dyesensitized solar cells. Nature materials 4, 2005, 455-459 6. Xiang Yang Kong, Zhong Lin Wang. Spontaneous Polarization-Induced Nanohelixes, Nanosprings, and Nanorings of Piezoelectric Nanobelts. Nano Letters, 2003, 3(12): 1625-1623 7.Maryam Movahedi, Elaheh Kowsari. A task specific basic ionic liquid for synthesis of flower-like ZnO by hydrothermal method [J]. Materials Letters, 2008, 62(23): 3856-3858
ZnO纳米线的生长与排列
东南大学硕士学位论文ZnO纳米线的生长与排列姓名：赵茂聪申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：徐春祥20090301ZnO纳米线的生长与排列作者：赵茂聪学位授予单位：东南大学1.学位论文张献祥钨针尖上氧化锌纳米线的制备和场发射性能研究2009氧化锌(ZnO)纳米材料作为一种宽禁带半导体材料，具有场发射材料所需要的许多性质。
氧化锌纳米材料已经成为场发射材料的研究热点。
虽然有关氧化锌纳米材料的研究已经很多，但是对几根氧化锌纳米线的研究很少。
<br> 本研究的重点和目的就是研究氧化锌纳米线端口和侧壁场发射特性。
为了达到此目的，本实验采用的样品是生长在钨针尖上的氧化锌纳米线。
为了制备适合场发射研究的样品，本研究采用了最简易的生长设备和最常用的制备氧化锌纳米线的方法：直接加热锌粉的方法。
<br> 选取适宜进行氧化锌纳米线场发射性能测试的样品：钨针尖上定向ZnO纳米线和钨针尖上非定向ZnO纳米线。
并对这两种样品分别测试ZnO纳米线端口场发射性能和ZnO纳米线侧壁场发射性能。
获得了令人满意地结果：清晰的氧化锌纳米线端口场发射图像(正六边形的环)。
这一结果是比较新颖的，目前还没有类似的文章报道。
这一结果同时也说明了氧化锌纳米线正六边形端口(0001)面的场发射来自边和角，电场在端面各处分布不均。
对此结果还用ANSYS对氧化锌纳米线端口电场分布进行模拟。
结果显示氧化锌纳米线端口正六边形的角和边处的电场比其他地方大得多。
这正就证明了氧化锌纳米线正六边形端口(0001)面的场发射来自边和角，电场在端面各处分布不均。
<br> 重点分析了一下热处理对端口场发射性能的影响。
结果发现热处理具有正反两面的作用：使场发射稳定和使场发射性能下降。
<br> 氧化锌纳米线侧壁场发射性能测试结果显示相同电压下侧壁发射性能不如端口发射好。
加热处理产生的热量容易使得这些较细的氧化锌纳米线蒸发。
基底的选择和处理对Zn,ZnO膜生长的影响
基底的选择和处理对Zn/ZnO薄膜生长的影响摘要：影响薄膜择优取向的因素很多，基底的选择及处理对薄膜的择优取向作用非常显著，作品基于基底材料的点阵与沉积材料的点阵匹配情况、基底表面自由能、基底表面的极化面是基底对薄膜生长取向作用的三个主要方面：选择具有较强织构的单晶硅（100）、具有一定取向的多晶金属基底，无任何织构的非晶基底以及经过一定预处理具有生长基胚的基底的4类基底上进行了金属锌和氧化锌的镀膜对比实验，结合XRD分析结果对基底对薄膜生长的影响及其机理进行了探讨。
关键词：基底选择薄膜生长择优取向Vacuum coating in basal choice and treatment on the influence of Zn film growthAbstract:The influence of film preferred orientation have many factors, basement and basement treatment on the film of preferred orientation effect is very significant, the work based on the basal material lattice and sedimentary materials lattice match, basal surface free energy, basal surface polarization surface is base on the growth of thin films is role orientation of the three main aspects: choose to have strong texture of monocrystalline silicon (100), has certain orientation of polycrystalline metal base, without any texture of amorphous basement and after a certain pretreatment with growth base embryonal basement of 4 class base on the metal zinc and zinc oxide of coating contrast experiment, combined with XRD results of the analysis, the influence of substrate on the growth of thin films is extremely mechanisms are also discussed.Keywords: basal selection, the growth of thin films, preferred orientation1、引言薄膜材料作为一种主要的功能材料，在现代科学技术领域以及社会经济发展中扮演了越来越重要的角色[1-3]，相应真空镀膜技术被誉为最具发展前途的重要技术之一，在高技术产业化的发展中展现出诱人的市场前景，已在国民经济各个领域得到应用，如航天、航空、电子、信息、化工、机械、环保、石油、军事等。
氧化锌纳米线制备
氧化锌（ZnO）纳米线的制备方法主要有以下几种：
1.热蒸发法（Thermal Evaporation Method）：将ZnO粉末放在热的石英玻璃管中，
加热到高温，ZnO开始蒸发并在玻璃管内的基板上形成纳米线。
2.水热法（Hydrothermal Method）：将ZnO沉淀物悬浮在水溶液中，将其加热，通
过化学反应，ZnO纳米线在水溶液中生长并沉淀到基板上。
3.气相输运法（Vapor Transport Method）：在气氛气体中将Zn粉末和O2混合，
并将其通过热的石英玻璃管，ZnO纳米线在玻璃管内形成，并沉积在基板上。
4.溶胶凝胶法（Sol-Gel Method）：将ZnO溶胶和基板悬浮在水溶液中，通过干燥和
热处理制备ZnO纳米线。
这些方法都可以制备高质量的氧化锌纳米线，但具体的制备步骤和条件可能有所不同。
纳米氧化锌实验报告
实验3 氧化锌纳米阵列的制备【摘要】水热法是合成氧化锌纳米阵列的基本方法之一，通过本实验进一步研究氧化锌纳米线的制备工艺，学会氧化锌纳米线透射率的测量方法，并掌握半导体材料禁带宽度的基本计算方法。
【关键字】水热法纳米线禁带宽度0.引言氧化锌（ZnO）是一种具有纤锌矿结构的Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体，由于其具有优异的光电性质而有很大的使用价值和研究价值，如它对可见光的高透过率,能用作透明导电涂层;具有光电效应,能用于紫外激光器件和太阳能电池等[1]。
为了获得或改善其某一方面的性质，利用各种方法掺杂或制备具有特定形貌的氧化锌纳米材料成为近年来研究的热点。
而水热法制备ZnO纳米材料，以其设备简单、原料廉价、条件易控、适合大面积生长等优点而被广泛采纳。
本实验主要是采用水热法合成氧化锌纳米线，并测量纳米线的透射率，通过计算得出制备的氧化锌禁带宽度为3.34eV，与理论值基本吻合。
1.实验目的1.了解水热合成氧化锌纳米线的原理以及基本操作方法；2.独立制备出氧化锌纳米线；3.掌握纳米线透射率的表征方法和半导体禁带宽度的计算方法；4. 掌握实验数据处理方法，并能利用Origin绘图软件对实验数据进行处理和分析。
2.实验仪器设备和材料清单1.水浴锅、紫外可见分光光度计、量筒、样品瓶、PH试纸、2.试剂：硝酸锌、乙醇胺、正丁醇、高锰酸钾、氨水、酒精、稀硝酸3.实验原理3.1纳米氧化锌概述[2]氧化锌（ZnO）：直接宽禁带半导体材料，室温下禁带宽度为3.37 eV ，激子束缚能为60meV。
纳米氧化锌具有非迁移性、压电性、荧光性、吸收和散射紫外线能力等特殊能力，ZnO一维材料的阵列能够加快光生电子、空穴的分离,使电子具有良好的运输性,所以纳米棒、纳米线阵列的制备备受关注。
氧化锌(ZnO)在自然界有两种晶体结构，即纤锌矿结构和闪锌矿结构。
其中稳定相是纤锌矿结构（如左图），属六方晶系，为极性晶体。
制备ZnO一维材料阵列的方法主要有气相沉积法、溅射法或外延法等,这些技术需要昂贵的仪器、苛刻的实验条件,而溶液法则具有设备简单、条件温和等优点。
氧化锌纳米线的生长及其光电性能分析
氧化锌纳米线的生长及其光电性能分析氧化锌（ZnO）纳米线作为半导体材料，在光电领域具有重要的应用价值。
本文将对氧化锌纳米线的生长过程以及其光电性能进行深入分析。
首先，我们来介绍氧化锌纳米线的生长过程。
氧化锌纳米线的生长通常通过化学气相沉积法或者热蒸发法来实现。
在化学气相沉积法中，金属锌粉或氧化锌粉末被加热至一定温度，使之升华成为气相物质。
然后，氧化锌的前驱物质被引入反应室，与锌原子相遇并沉积在衬底表面形成氧化锌纳米线。
而在热蒸发法中，则是将金属锌置于高温环境中，通过蒸发的方式使锌原子沉积在衬底表面并与氧气反应生成氧化锌纳米线。
其次，我们来讨论氧化锌纳米线的光电性能。
氧化锌纳米线具有优异的光电特性，主要体现在光电转换和光学传感器方面。
首先是光电转换方面，氧化锌纳米线的带隙能够调控其能带结构，使其在紫外光范围内具有较高的光电转换效率。
此外，氧化锌纳米线的高表面积和导电性能也使其成为光电器件中的理想材料。
在光学传感器方面，氧化锌纳米线的导电性能和表面活性使其能够实现对环境中光、气体等信息的高灵敏检测。
最后，我们来探讨氧化锌纳米线的应用前景。
随着纳米技术的不断发展，氧化锌纳米线作为半导体材料在光电领域的应用将会越来越广泛。
例如，氧化锌纳米线可用于柔性电子器件、太阳能电池、光学传感器等领域。
通过进一步研究和优化氧化锌纳米线的生长和光电性能，将有助于推动其在光电领域的应用，并为相关领域的技术发展提供新的思路和方法。
通过对氧化锌纳米线的生长及其光电性能进行分析，我们可以更好地了解这一材料在光电领域的潜力和应用前景。
相信随着科学技术的不断发展，氧化锌纳米线将会为人类创造出更多的科技奇迹。
ZnO纳米线的快速生长机理及其场发射性能研究
ZnO纳米线的快速生长机理及其场发射性能研究郑中华;林建平;杨智【摘要】为了快速制备具有优良场发射性能的ZnO纳米线,对ZnO纳米线的生长机理及场发射性能进行研究.首先采用优化的两步法制备出高长径比的ZnO纳米线,其次采用SEM对ZnO的微观形貌进行表征,然后,在分析形貌特点的基础上,说明了强碱体系下ZnO纳米线薄膜的快速生长机理.最后,对典型样品的场发射性能进行了测试.测试果表明,优化后的两步法,只需3 h即可获得直径为40～50nm,长度为2.2～2.7μm,长径比高达54的纳米线.薄膜的开启电场为3.6 V/μm,阈值场强为9.1 V/um,场增强因子β 高达3391.研究表明,高pH值溶液可以加快ZnO纳米线沿C轴方向的择优生长,获得高长径比的ZnO纳米线,进而获得优良的场发射性能.【期刊名称】《液晶与显示》【年(卷),期】2018(033)009【总页数】6页(P758-763)【关键词】ZnO;纳米线;生长机理;场发射【作者】郑中华;林建平;杨智【作者单位】福建师范大学协和学院 ,福建福州 350108;厦门理工学院福建省功能材料及应用重点实验室 ,福建厦门 361024;西安交通大学电子陶瓷与器件教育部重点实验室 ,陕西西安 710049【正文语种】中文【中图分类】O462.41 引言ZnO纳米材料具有丰富的表面形貌和有序排列的纳米结构，特别是其较大的禁带宽度和室温下较高的激子结合能，使其具有独特的气敏、光学、电学等性质。
特别地，对于一维ZnO纳米材料，其高比表面积、大的长径比以及表现出来的小尺寸效应、量子限域效应，能进一步提高器件的性能，在发展新颖的纳米器件中具有很好的应用潜力。
目前，在太阳能电池[1]、气体传感器[2-3]、紫外探测器[4]、发光二极管[5-6]、场发射显示[7-11]等技术领域中已成为国内外研究的热点。
目前ZnO纳米材料的制备方法可分为以下两大类：一是高温合成法：主要有热蒸发法，金属有机物化学气相沉积法；另一个是低温合成法：主要有液相合成法。
ZnO纳米线纳米片及其应用
1.n型ZnO与p型GaN型LED 常见的p-n结的组成结构是n-型ZnO纳米线垂直生长在以p型GaN为缓冲层的蓝宝石衬底上 如下图[3]。
[1]Ozgur et al., J. Appl. Phys. 98, 041301(2005) [2]A. Tsukazaki et al.,Nat. Mater. 2005 , 4 , 42 [3]W. I. Park and G. C. Yi, Ad. Mater. 2004,16, No.1
后来，研究者们研究了利用不同染料[1][2]，或制备不同长度的ZnO纳米线（最长33μm）
[3]，以及利用在上Fe或Pt微米棒上生长ZnO NW阵列并置于柔性衬底上[4]的ZnO NW基
DSSC。
利用N3，红汞，罗明丹做染料得到的DSSC性能参数如下：
染料
Jsc(mA cm–2) Voc(V)
η（%）
n型ZnO与p型GaN型LED主要性能参数
正向导通电压： 不同制备方法得到的ZnO纳米线由于与各种缺陷以及与GaN的界面缺陷等，使得正向导通 电压各不同。n型ZnO与p型GaN型LED正向导通电压一般在2.5V[1]~3V[2]之间。
EL发光光谱： ZnO-GaN LED发光光谱主要由ZnO带边发光光谱及p-GaN掺杂发光光谱组成。 不同的研究者利用不同的方法得到ZnO-GaN LED发光光谱不同，例如： Park et al.[3]利用MOCVD法制备的ZnO-GaN LED有两个发光峰，分别位于450 and 560 nm处。 Jeong et al.[4]同样利用MOCVD法制备的ZnO-GaN LED的发光峰在386nm处。 而利用CVD法: Fu et al.[5]制备的ZnO-GaN LED的发光峰在405nm处； Zhang et al.[6]的到发光峰在440nm处，并且随着偏压的增大，发光峰从440nm处移到 400nm处。
采用高分子自组装ZnO纳米线及其形成机理
2005年第63卷化学学报V ol. 63, 2005第12期, 1037～1041 ACTA CHIMICA SINICA No. 12, 1037～1041* E-mail: yinghe@; Fax: 86-21-69982840.Received October 14, 2004; revised January 22, 2005; accepted February 22, 2005.1038化学学报V ol. 63, 2005tips of nanowires. At the presence of carbonized PVA, part of ZnO reduced to Zn through carbothermal re-duction and in oxygen Zn was further oxidized to ZnO, forming the catalytically active site at the tips of nanowires. All the polymers were removed after sintering. The analytical results of FE-SEM, TEM, HR-TEM and XRD indicated that the ZnO nanowires are evenly distributed on Si substrate and possess a hexagonal wurtzite structure with preferred orientation along the [0001] direction of ZnO, and their diameter varies from 20 to 80 nm and the length from 0.5 to several μm. A polymer-controlled crystallization and morphogenesis by polymer grid backbone localization model was proposed to explain the growth behavior of ZnO nanowires.Keywords ZnO nanowire; self-assembling; polymer induced; oriented growth; coordinate complexation半导体ZnO禁带宽度为3.37 eV, 激子束缚能高达60 meV, 比室温热离化能～25 meV大得多, 使其激子能有效复合而不易被电离, 具有优异的压电和光电性能. 自从室温下ZnO纳米线的紫外发光性能被发现以来[1], 一维ZnO纳米结构材料引起了人们的广泛关注, 人们尝试了多种制备ZnO纳米线的方法以开发其作为未来紫外、蓝色发光和激光器件的潜在用途, 如: 气相转换法[2]、化学气相沉积法[3]、脉冲激光烧蚀法[4]、电沉积法[5]、溶胶–凝胶法[6]、模板法[7]、水热法[8]和微乳液法[9]等.本文采用新的高分子络合法在硅衬底上自组装制备了取向生长的均匀ZnO纳米线晶体. 此法无需任何金属催化剂, 采用极性高分子PVA作为自组装载体, 将Zn2＋离子通过配位络合反应络合在PVA侧链上, 即吸收到聚合物网络里, 再经过低温氧化烧结, 以可控的方式在衬底表面生长出均匀分布的ZnO纳米粒子. 然后利用高分子链的网络骨架结构限制ZnO纳米粒子的空间生长方向, 得到均匀分布的ZnO纳米线阵列. 这种软模板方法使得纳米线阵列的生长对衬底不具有选择性, 同时可以实现在低温环境下的制备.1 实验部分1.1 合成将0.1 mol/L氯化锌(ZnCl2)或醋酸锌[Zn(OAC)2]水溶液在持续搅拌下加入到温度为70～80 ℃的1.3 wt% PVA-124亚浓水溶液中, 使PVA高分子链上均匀分布的极性基团羟基(—OH)与金属Zn2+离子发生配位络合反应, 滴入氨水调节溶液pH为8.5±0.1, 使络离子Zn2+转化为Zn(OH)2. 将表面极化处理过的抛光洁净硅(111)或(100)衬底浸入PVA-Zn(OH)2络合溶液中3 h, 取出后再于空气中固化24 h后在硅片表面形成0.1～0.5 mm厚的薄膜. 然后将覆膜硅片置于石英管式炉中, 在2× 10－5～50×10－6 m3•min－1的氧气流速下, 以5 ℃/min的加热速率升温到420 ℃, 氧化烧结0.5～1 h. 自然降温后于硅衬底表面得到白色ZnO纳米线.1.2 表征利用JEOL JSM-6700F型场发射扫描电镜(附INCA EDS X射线能谱仪)、JEM 200CX型透射电镜、JEOL JEM-2010F型场发射透射电镜和D/max 2550V型X射线衍射仪分析表征了材料的表面形貌和晶体结构.2 结果与讨论2.1 ZnO纳米线的组成、形貌和结构采用EDS分析标定了薄膜的组成(见图1). EDS谱图中除Si元素外仅出现了Zn和O原子的谱峰(谱图中的Si元素峰来自于硅衬底). 进一步计算表明, 在实验误差内薄膜中Zn和O的原子数比为1∶1, 与ZnO化学配比一致. 这说明纳米线由ZnO组成.图1硅衬底上ZnO纳米线薄膜的EDS谱图Figure 1EDS spectrum of the ZnO nanowire films on a silicon substrate图2为以高分子PVA作为自组装媒介, 在硅衬底上生长的ZnO纳米线的形貌图. 制得的ZnO纳米线均匀分布于硅衬底上, 呈一维定向生长的六角柱形结构, 直No. 12 贺英等：采用高分子自组装ZnO纳米线及其形成机理1039径约20～80 nm, 长度约0.6 μm, 且直径分布较均匀.图2硅衬底上ZnO纳米线薄膜的FE-SEM图: (a)顶面图; (b)倾斜15° 视图; (c)截面图Figure 2FE-SEM images of top view (a), 15° tilted view (b) and cross section view (c) of ZnO nanowire films on a silicon substrate图3为在硅衬底上制备的ZnO纳米线的X射线衍射图谱. 衍射结果分析表明ZnO纳米线呈现六方纤锌矿(JCPDS 36-1451)晶体结构, 且(0002)面为最强的择优取向面(由于结构消光, 无(0001)面衍射峰), 即总体上沿六方纤锌矿c轴方向定向生长, 其晶格常数计算值为a＝0.325 nm和c＝0.521 nm.ZnO纳米线的透射电镜图像及其选区电子衍射结果如图4所示. 图4a～b为较长的ZnO纳米线, 直径小于50 nm、长度约6 μm, 每根纳米线的直径均匀. 图4c 中高分辨晶格条纹像清晰显示衍射条纹间距为0.52 nm, 与(0001)晶面的晶面间距一致, 连续的晶格条纹表明ZnO纳米线是单晶六方纤锌矿结构且沿[0001]方向取向生长; 插图中相应纳米线的选区电子衍射图也证明了纳米线是单晶的且沿[0001]轴向生长.图3在硅衬底上生长的ZnO纳米线的X射线衍射谱图中ZnO晶体(1010), (0002)和(1011)面的衍射峰对应的2θ值分别为31.78°, 34.42°和36.24°Figure 3 X-ray diffraction spectrum of ZnO nanowires grown on silicon substrate.The (1010), (0002) and (1011) diffraction peaks of the ZnO appear around 2θof 31.78°, 34.42° and 36.24°, respectively图4ZnO纳米线的透射电子显微图像, 插图为选区电子衍射图Figure 4 TEM images of ZnO nanowires and the inset is the corresponding SAED pattern recorded from it2.2 ZnO纳米线自组装机理为了理解硅衬底上ZnO纳米线的形成过程, 我们试图采用配位络合转换机制并提出聚合物网络骨架限域模型对ZnO纳米线自组装机理进行讨论.首先来看聚合物网络骨架的形成. 我们知道, 高分子稀溶液中的分子链与链之间是各自独立、相互分离的, 但当浓度增加达到亚浓时, 溶液中高分子线团相互穿插交叠, 形成交联网眼, 从而提供了纳米尺寸的网络空间. 基于文献[10]的报道, 高分子溶液的临界交叠浓度c*＝Φ/N•K0•1/2nM(式中Φ为Flory常数, N为Avogadro常数, K0为θ温度下溶液Mark-Houwink方程的常数, M n 为数均分子量), 据此计算得PVA-124溶液的c*为1.3×10－2 g•cm－3. 这与本实验中采用的PVA-124浓度正好一致. 因此在PVA亚浓溶液中形成了控制纳米尺度的聚合物网络骨架.采用PVA和锌盐自组装ZnO纳米线时主要经过了1040化 学 学 报 V ol. 63, 2005高分子配位络合和氧化烧结两个过程. 聚合物网络骨架在这两个过程中均起重要作用. 在高分子配位络合反应中, 作为自组装络合载体的极性高分子材料PVA 将 Zn 2+离子络合在PVA 侧链上, 得到高分子金属络合物PVA-Zn 2+. 利用聚合物网络空间可以在高分子侧链上制备纳米粒子, 同时通过利用高分子的有机长链产生的空间位阻还可以防止纳米颗粒互相碰撞而聚合. 硅片经表面极化处理后, 络合有Zn 2+构晶离子的PVA 易于吸附在硅片表面, 在硅衬底表面与吸附的高分子金属配合物的界面之间形成单层分子膜, 从而形成了良好的组装网络. 自组装单层分子膜能提供高稳定的紧密排列的二维有序分子功能膜, 将自组装单层分子膜作为异相成核的界面膜, 可以有效地控制薄膜的生长与结构. 自组装膜的表面自由能显著地影响成核的诱导过程. 当溶液pH 值调节到8.5时, 络合的Zn 2+离子转变成Zn(OH)2纳米点. 通过调节高分子分子结构的柔性、分子量和浓度可以调节网眼大小, 溶液浓度越高, 网眼尺寸越小, 可制备的微粒尺寸也就越小. 纳米微粒一旦在网眼中生成, 由于受到高分子网链的限域, 因此具有一定的稳定性. 同时因为Zn 2+是络合在PVA 侧链上, 所以反应时不会破坏高分子骨架.在氧化烧结反应中, Zn(OH)2在～125 ℃分解为ZnO, 并且由于PVA 网络限域形成ZnO 纳米点. 这些ZnO 纳米点是ZnO 纳米线的理想核芯.自组装过程中的化学反应方程为:当烧结温度为～420 ℃时, 衬底上的ZnO 纳米点由于在径向方向受到高分子链的网络骨架限域, 只能沿轴向逐渐取向生长成ZnO 纳米线(见图2). 我们选择PVA 作为自组装高分子的原因是由于PVA 与大多数高分子材料在干馏时的行为不同, PVA 干馏时试样最后变黑(生成碳), 而大多数高分子材料干馏时试样极易分解转变为气体. 因为PVA 熔点为218～240 ℃, 半分解温度(高聚物在真空中加热30 min 后重量损失一半所需要的温度)为～268 ℃, 所以当温度高于240 ℃时PVA 逐渐变黑生成碳. 在更高温度和流动氧气氛中, PVA 进一步缓慢碳化并变成CO 2而挥发掉. 这样, 聚合物网络最终可被完全烧除掉, 所以ZnO 纳米线晶体生长中不会引入杂质, 这一点从XRD 衍射图谱中无其它杂质峰的事实亦可得到证明(见图3).ZnO 纳米线晶体是如何生长的呢? 由于烧结反应的推动力是微粒表面自由能的降低. 根据成核理论, 衬底表面处成核势垒较低, 容易成核. 热力学理论表明, 在衬底表面成核时, 最先形成的晶面应是自由能最低的低指数晶面. 按照Wulff 理论, ZnO (0001)面表面能量密度最低. 因此, 表面能最小化有利于[0001]生长方向ZnO 纳米线晶体的形成. 同时由于ZnO 是II-VI 族半导体化合物, 类似离子化合物具有强离子结合特性. 所以, 当ZnO 薄膜的形成条件不偏离能量最小原理的最佳能量稳定状态范围时, ZnO 薄膜将沿着c 轴方向自行生长, 每个六方纤锌矿结构的ZnO 其配位四面体的尖端均平行于c 轴. 由于高分子网络骨架的存在, 导致生长基元(ZnO 配位四面体)在轴向上所采用的面面结合比生长基元在径向上采用顶点结合和边边结合的方式占有优势, 因而生长成ZnO 纳米线.烧结中高分子碳骨架的氧化脱碳反应和碳热还原反应同时存在, 一方面高分子碳骨架不断被氧化成CO 2而挥发掉; 另一方面高分子碳骨架通过碳热还原ZnO 不断在新形成的ZnO 晶粒上形成Zn 的覆盖膜, 由于Zn 和Zn 低价氧化物(ZnO x )具有低熔点(约419 ℃), 而ZnO 结晶温度为350 ℃, 熔点为1975 ℃, 所以在当前 ～420 ℃实验条件下, Zn 液滴形成并凝结氧化为ZnO, 成为理想的ZnO 纳米线成核的晶种, 增强了ZnO 纳米线尖端ZnO 的吸收和扩散, 从而起到纳米线定向生长促进剂的作用, 促使ZnO 晶粒仅在c 轴方向通过不断吸附生长, 类似活性有规立构聚合, 最终生成六角柱状单晶ZnO 纳米线(见图2). 反应方程如下:222ZnO + C 2Zn+CO 2Zn + O 2ZnO→→综上所述, 我们认为高分子不仅通过自组装的方式提供模板效应, 而且对于ZnO 结晶和生长的动力学过程也有一定的影响, 即不仅在微观上调制ZnO 的结构, 也影响ZnO 的形貌. 通过使用高分子软模板的自组装机制, 实现了对ZnO 纳米线晶体形貌的有效控制和合No. 12贺 英等：采用高分子自组装ZnO 纳米线及其形成机理1041图5 硅衬底上采用高分子自组装制备ZnO 纳米线生长机理示意图Figure 5 Schematic illustration of the ZnO nanowires self-assembling growth mechanism by polymer on a silicon substrate理构筑. 其生长机理如图5所示, ZnO 纳米线的粒径和分布可由高分子溶液的浓度, 即聚合物网眼大小控制, 其长度和形状可通过在氧气氛中再结晶温度和时间控制.3 结论采用高分子自组装新工艺, 通过简单的高分子金属络合和低温烧结反应, 在硅衬底上成功制备出良好分散的取向生长ZnO 纳米线六方纤锌矿结构晶体. 建立了基于聚合物网络骨架控制ZnO 纳米点成核和ZnO 纳米线生长的新的ZnO 纳米结构自组装生长模型.References1 Huang, M. H.; Mao, S.; Feick, H.; Yan, H.; Wu, Y.; Kind,H.; Weber, E.; Russo, R.; Yang, P. Science 2001, 292, 1897. 2 Xing, Y. J.; Xi, Z. H.; Xue, Z. Q.; Zhang, X. D.; Song, J. H.;Wang, R. M.; Xu, J.; Song, Y.; Zhang, S. L.; Yu, D. P. Appl . Phys . Lett . 2003, 83, 1689.3 Wu, J.-J.; Liu, S.-C. Adv . Mater . 2002, 14, 215.4 Ryu, Y. R.; Kim, W. J.; White, H. W. J . Cryst . Growth .2000, 219, 419.5 Zheng, M. J.; Zhang, L. D.; Li, G. H.; Shen, W. Z. Chem.Phys. Lett . 2002, 363, 123.6 Wang, Z.; Li, H. L. Appl . Phys . A 2002, 74, 201.7 Liu, C. H.; Zapien, J. A.; Yao, Y.; Meng, X. M.; Lee, C. S.;Fan, S. S.; Lifshitz, Y.; Lee, S. T. Adv. Mater . 2003, 15, 838.8 Vayssieres, L. Adv . Mater . 2003, 15, 464.9 Guo, L.; Ji, Y. L.; Xu, H.; Simon, P.; Wu, Z. J . Am . Chem .Soc . 2002, 124, 14864.10 Matsuo, T.; Inagaki, H. Macromol. Chem . 1962, 55, 150.(A0410143 ZHAO, C. H.)V ol. 63, 2005No. 12, I～VI Graphical Abstract IZnO Nanowire Self-assembling Gener-ated via Polymer and the Formation MechanismHE, Ying*; WANG, Jun-An; SANG, Wen-Bin;WU, Ruo-Feng; YAN, Li-Li; FANG, Yun-YingActa Chimica Sinica 2005, 63(12), 1037A novel process was reported for preparing zinc oxide (ZnO) nanowires almost verti-cally well-aligned on various planes of silicon substrates by using polyvinyl alcohol (PV A) as self-assembling complex polymer to control nucleation and crystal growth via polymer complexation and low-temperature oxidizing-sintering. The nanowires are hexagonal ZnO growing mostly orientatedly along the [0001] direction of ZnO with the wurzite structure, and the diameter of those nanowires varies from 20 to 80 nm and the length from 0.5 to several μm. A polymer-controlled crystallization and morphogenesis by polymer grid backbone localization model was proposed to explain the growth be-havior of ZnO nanowires.Theoretical Study on Reaction between O(3P) and CH2＝CHClHU, Wu-Hong*; SHEN, WeiActa Chimica Sinica 2005, 63(12), 1042By means of density functional theory the reaction between O(3P) and CH2＝CHCl has been studied. There are twelve transition states and nine reaction pathways in the reac-tions. In view of energies, the channel of forming the products CH2＝CHO＋Cl is more favorable than the other channels.Partial Oxidation of Propane over Keggin Type Molybdovanadophosphoric Acids LI, Xiu-Kai; LEI, Yu; JIANG, Qiao; ZHAO, Jing*; JI, Wei-Jie*;ZHANG, Zhi-Bing; CHEN, YiActa Chimica Sinica 2005, 63(12), 1049Partial oxidation of propane over H3+n PMo12－n V n O40(n＝0～4) (V0～V4) serial Keggin type heteropoly-acids was studied. The substitution of Mo6＋ with V5＋notably changed the physico-chemical properties of sam-ples. The oxidation ability and selec-tivity to oxygenated products varied with the V5＋substitution number in the oxoanion, and the optimal selec-tivity could be obtained on the H5PMo10V2O40 catalyst.。
电化学沉积获得的氧化锌纳米线、纳米管及复杂的分层结构
电化学沉积获得的氧化锌纳米线、纳米管及复杂的分层结构摘要：通过增加氧化锌纳米结构的长宽比可以提高热电性能，使用电化学沉积可以得到氧化锌纳米结构的一维(1 d)和三维(3 d)形态。
调整各种沉积参数如控制尺寸、密度、和电气性，能使人们有可能获得的垂直对齐的氧化锌纳米线 (NWs)。
锌和氯离子的浓度是解决问题的关键参数，通过有选择性地增加氧化锌纳米线在高浓度氯化钾溶液中的溶解，使氧化锌纳米线的长宽比增加，从而使氧化锌纳米线变成了氧化锌纳米管(NTs)。
当三维形态的氧化锌纳米线分层时长宽比会强烈增加。
通过将电化学沉积和聚苯乙烯球模板结合的方法可以做出由中空海胆状氧化锌纳米线结构组成的薄膜。
可采用光致发光和透射测量来研究海胆状氧化锌结构的电子属性。
关键词：氧化锌，纳米线，纳米管，海胆，电化学沉积，球面光刻介绍通过许多设备应用程序可以看到氧化锌各种纳米级存在形式。
良好的导电性和波纹表面形貌结合很适合做热电材料，因为表面不同尺度的粗糙度，可能会导致高效的声子散射，降低了热电导率。
在生产单晶氧化锌纳米线的各种成熟的合成方法中电化学沉积是非常有吸引力的，因为它可以控制氧化锌纳米线的尺寸和密度。
利用电沉积和湿式蚀刻或胶态的模板（即，球光刻技术）分别将放在平面上的氧化锌纳米线长宽比大幅增加可以形成的氧化锌纳米管（ NTS）或三维分层的氧化锌纳米线结构(urchin-like)，本文总结了这种合成法和氧化锌纳米线的一维和三维的光电特性。
实验步骤氧化锌纳米线电沉积法是采用还原氧分子（O2）的方法在三电极电化学电池中完成的。
1工作电极（阴极）是一个氟（F）掺杂氧化锡（SnO2）的复合材料在透明导电氧化物（TCO ）基片上【在某些情况下，氧化锌上的缓冲涂层作为一个种子层或空穴阻挡层】。
2计数器和参考电极分别为一个铂金螺旋丝和一个饱和甘汞电极（SCE）。
电解液是一个在pH值7(在标准条件)下包含5×10-4mol/L氯化锌和0.1mol/L氯化钾的水溶液。
高性能氧化锌纳米线阵列的研究及应用
（下转第27页）高性能氧化锌纳米线阵列的研究及应用张聪1，温强2（1.国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州130000；2.苏州世华新材料科技股份有限公司，江苏苏州130000）摘要：ZnO 纳米线阵列结构表现出比块体材料更好的发光性能、导电性能和光电性能等，从2001年后受到研究人员的广泛关注，不同的产品形貌会带来不同的产品性能，为了追求产品形貌多样化和产品性能上的提高，研究人员做了多方面工作，文章就ZnO 纳米线阵列的形貌调整方法以及掺杂与改性及其应用，简要概述了近几年ZnO 纳米线阵列的技术发展。
关键词：氧化锌；纳米线阵列；形貌；掺杂作者简介：张聪（1987-），女，吉林人，研究方向：金属化合物的制备。
Metallurgy and materialsZnO 纳米线阵列结构是2001年由Huang 课题组首次合成，发展至今十余年，研究人员们开发研究了如水热合成法、化学气相沉积法、模板限制辅助生长法、金属有机气相外延生长法等多种合成方法。
氧化锌的形貌和元素的掺杂会对产品的性能产生影响，进一步影响其应用，因此也是研究人员重点研究的方向。
1形貌调整氧化锌纳米线阵列中的氧化锌多为棒状形貌，但为了追求更大的氧化锌比表面，很多研究者也试图对氧化锌的形貌进行调整，如金字塔形、树枝形等。
天津大学靳正国等在水溶液中二次生长工艺制备得到了优取向垂直基片生长的ZnO 棒状晶阵列薄膜表面绒毛状棒晶（CN1995481A ）。
天津大学杜希文等在氧化锌纳米线的基础（CN101456579A ），利用纯化学刻蚀工艺合成ZnO 纳米管阵列，不需要电化学辅助及模板，具体的腐蚀步骤是将生长有ZnO 纳米线的基底转入装有碱的密闭水热反应器中。
浙江大学朱丽萍等以氟化钠、氟化钾或氟化铵为化学结合剂，与锌盐直接结合，在衬底上直接成核，无需晶种，制备了菱形氧化锌纳米线阵列（CN103288122A ）。
东南大学余新泉等人在水浴加热条件下将导电玻璃涂有晶种的面朝下悬空倒扣与氧化锌阵列的生长液上，制备得到了氧化锌纳米锥阵列（CN103523818A ）。
氧化锌纳米线研究概述
摘要Abstract第一章文献综述1.1纳米材料概述1.1.1纳米材料特殊效应1.1.2纳米材料发展前景1.1.3一维纳米材料1.2 氧化锌简述1.1.1结构1.1.2性质1.3 氧化锌纳米线生长方法1.3.1气相生长法1.3.1.1化学气相沉积法（CVA）1.3.1.2激光辅助生长法（LCG）1.3.2液相生长法1.3.2.1液-液-固法（SLS）1.3.2.2溶剂热合成法1.3.2.3水热法1.4 氧化锌纳米线的研究展望1.5 本论文的研究内容及意义文献综述1.1纳米材料概述纳米通常是按照物质尺寸的大小来说，当细小微粒的尺寸在0.1微米（100纳米）以下通常会产生物理与化学性质显著变化的。
纳米技术是在0.1~100纳米尺度范围内研究物质(原子、分子)的特性和相互作用，纳米技术表明其研究对象将由宏观向微观，大尺寸向小尺寸，微米向纳米层次的发展。
现研究结果表明当物质的尺寸达到纳米层次时，物质将表现出许多特殊的物理、化学和生物等性质，这些性质不同于物质在宏观状态时所体现出来的性质，这些纳米级的特殊性质将用运于新兴的高科技产业。
纳米在物理中是一个长度单位，但纳米级的技术却具有更深层次的内涵，纳米技术提供了全新认识和改造世界的方法。
纳米技术涵盖了纳米生物学、纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米机械工程学等紧密相关却又自成体系的新兴科技领域。
纳米材料学是研究纳米材料的组成、结构与特性之间关系的学科，是纳米技术的重要组成部分，同时是纳米技术的物质基础。
目前，欧美发达国家的大企业和政府部门纷纷启动了纳米技术和纳米材料的研究计划。
而我国在国家自然科学基金委员会、科技部、计委、中科院等有关部门的支持下，先后在“攀登计划”、“863计划”、“火炬计划”计划和国家重大基础研究项目中立项，对纳米技术和纳米材料中的技术问题开展了广泛、深入的研究并取得了显著成果，同时提高了我国在纳米技术和纳米材料研究领域的国际地位。
1.1.1 纳米材料特殊效应由于纳米材料的电子波动及原子间相互作用受到纳米级尺寸的限制，纳米材料呈现出小尺寸效应、量子隧道效应、库仑阻塞效应和表面效应等[1]，从而使纳米材料表现出许多材料所不具有的特殊的物理、化学、生物等性质。
随机生长型氧化锌纳米线的受激辐射和激射
随机生长型氧化锌纳米线的受激辐射和激射我们报道了室温下紫外受激辐射和以高质量的氧化锌纳米线为泵浦的激光器。
由于粒子散射而产生的辐射显示出典型的受激辐射的特性。
在高强度泵浦的作用下，能看到与随机激光有关的几个尖峰。
激光发射的机理是随机生长型纳米线之间的相干多散射。
腔长的特性是由激光光谱的傅里叶变换决定的。
1.引言一维半导体因为其基本的物理特性和广泛的用在纳米电子和纳米光子器件中而成为重要的基础单元。
氧化锌纳米线因为表现出大的离子结合能（60meV），宽禁带（3.37eV）和低的紫外激光阈值而尤为重要。
最近在激光方面的发展或者受激辐射已经在多种低维的氧化锌装置如微腔、纳米线、纳米棒和纳米带中实现。
对于大直径比如氧化锌微腔，回音壁模式产生的激光机理（WGMs）。
由于全内反射使光线聚集在微纳米线周围。
当氧化锌微纳米线的直径小于光纤波长时，WGMs会因为衍射而产生很大的散射损耗。
F-P腔用来分析个别单一纳米结构和长须中的激光模式，两个纳米线作为F-P腔的端面。
然而在随机导向的纳米线混乱系统中，在这些混乱的纳米线中，光子相干期间会存在多重衍射。
与传统的激光器不同，在多晶氧化锌薄膜的介质和粉末中的随机激光辐射是相干散射产生的，并不包括任何F-P腔的信息。
随机激光的一个重要因素是存在高增益介质和样本高效率散射来提供有效地相干反馈。
因为氧化锌微纳米线的高增益特性，随机激光分布在高密度垂直定向氧化锌纳米棒阵列。
由于多重散射形成的不同共振空洞会产生不同的激光方向。
在本文中，我们研究受激辐射和随机生长型氧化锌纳米线的激光和讨论他们的机理。
通过对激光光谱的傅里叶变换，我们得到随机激光腔特定回路的长度。
2.实验步骤在一个简单的蒸汽，气液固转换的方法生长的形成合成的氧化锌纳米线。
详细的生长步骤在别的文献中介绍。
对于连续波光致发光的检测，我们应用He-Cd 激光器作为激励源；对于脉冲泵浦，我们使用三次谐波的Nd:YVO4激光器其脉冲宽度为500 ps，重复率为1 kHz。
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不同基底下生长氧化锌纳米线研究首先在FTO玻璃基底上用水热法制备氧化锌纳米线，发现在配备种子层的基础上0.7437克硝酸锌和0.35克六次甲基四胺在九十五摄氏度的温度下反应三个小时制得的氧化锌纳米线最好。
然后以重金属金为基底用水热法制备氧化锌纳米线，以金为催化剂0.7437克硝酸锌和0.35克六次甲基四胺分别在70摄氏度，80摄氏度，90摄氏度反应七个小时，发现在七十摄氏度的条件下氧化锌纳米线排列最为整齐，结果最好。
不同基底相对比发现以FTO为基底制备氧化锌纳米线，氧化锌纳米线排列紧密且长径比较大，但是倾斜严重，适合染料敏化太阳能电池等科技的研究。
以重金属金为基底制备氧化锌纳米线，氧化锌纳米线排列宽松，但倾斜较小，长径比较小，个体较大。
适合于研究单独一根氧化锌纳米线。
关键词：FTO基底，金基底，不同基底制备氧化锌纳米线的特点最近人们对于碳纳米管的发现引起了制备其它一维纳米材料的极大兴趣。
一维纳米结构氧化物具有独特的光学，电学性能。
各种氧化物纳米线的制备和性能研究已成为当今的热点。
氧化锌是重要的II – VI族直接带隙宽禁带半导体氧化物，具有较大的禁带宽度（3.2eV）,激子结合能（60meV）高，能在室温及更高温度产生近紫外的短波激子发光。
其中特别是具有较大长径比的氧化锌纳米线所表现出的奇特光学与电学性能，使其在低压和短波长光电子器件方面具有潜在的应用价值，例如透明导电材料，发光二极管，气敏传感器和荧光器件等。
一维氧化锌纳米线是一种性能优异的新型功能材料，应用开发前景十分广阔。
其制备方法多种多样，制备技术也日趋完善，它在传统材料、微电子、医药等领域的应用日益广泛和重要，对这些领域将会带来革命性的改变，也会影响到人们的日常生活。
可以预见，随着氧化锌纳米线的制备方法、生长机理、结构表征等研究的不断深入，其应用研究将会有一个快速发展的阶段。
1.1纳米材料1.1.1纳米材料简介纳米材料是在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子的内在运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。
它的最终目标是人类能够按照自己的意愿直接操纵单个原子，制造具有特定功能的产品。
1.1.2纳米材料四大效应体积效应当纳米粒子尺寸比电子的德布罗意波更小时，内压、磁性、化学活性、热阻、光吸收、催化性及熔点等与普通粒子相比发生了很大的变化，周期性边界条件将被破坏。
纳米粒子以下几个方面的应用均基于它的体积效应。
例如，利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质，可以控制吸收的位移，改变颗粒尺寸，制造一种微波吸收纳米材料，用于隐形飞机，电磁屏蔽等；纳米粒子的熔点相较于块状本体低很多，此特性为冶金工业提供了新工艺。
量子尺寸粒子尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。
半导体纳米粒子的电子态首先是体相材料的连续能带，随着尺寸的减小过渡到具有分立结构的能级。
在纳米粒子中，处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米粒子一系列特性，如特异的催化和光催化性质，高的光学非线性等。
量子隧道微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。
当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿过这一势垒。
近些年人们发现一些宏观量，例如量子相干器件的磁通量，微颗粒的磁化强度以及电荷等亦具有隧道效应，它们均可以穿越宏观系统的势垒从而产生变化，这被称为宏观的量子隧道效应。
用此概念可以定性的解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等现象。
介电限域纳米粒子的介电限域效应较少提及。
这种现象对半导体纳米粒子的非线性光学特性以及光物理特性有着直接的影响。
对于无机-有机杂化材料以及用于多相反应体系中光催化材料，介电限域效应对动力学和反应过程有重要影响上述的小尺寸效应﹑表面效应﹑量子尺寸效应﹑宏观量子隧道效应和介电限域应都是纳米微粒和纳米固体的基本特征，这一系列效应导致了纳米材料在熔点﹑光学性质﹑蒸气压﹑磁性﹑化学反应性﹑超导及塑性形变等许多化学和物理方面都显示出了特殊的性能。
它使纳米固体和纳米微粒呈现许多奇异的物理化学性质。
1.2氧化锌纳米线的制备及其生长机制氧化锌纳米线具有广阔的应用前景，其制备方法及生长机制受到了广泛的关注和重视。
目前的氧化锌纳米线的制备方法主要有化学法：包括水热法，化学气相沉积法，电化学法和溶胶–凝胶法。
物理法：包括磁控溅射发和分子束外延附生法等。
1.2.1化学气相沉积法生长氧化锌纳米线的气相沉积系统由三部分组成。
分别是温度可控的管式高温电炉(控温精度: ±5 ℃)，真空泵(真空度优于1 ×10 - 3 Pa) 和气源。
其工艺流程分以下五步:(1)将钨针尖或者硅片进行超声清洗多次，然后在其表面真空蒸发沉积一层厚度约20nm 的Au，其作用为催化剂;(2) 将石墨粉末和氧化锌混合物按摩尔比1：1混合后放入石英管中心温区处;再将镀有Au膜的钨针或者硅片尖放入石英管中，与“反应物”相距约20cm处,之后将系统抽真空。
(3 ) 向系统中充入流速为25～30mL/ min的Ar气( 纯度>99.999 %) ，然后调节出气端阀门使腔室内的压强维持在约40kPa ;(4) 以15 ℃/ min 的速度升温，当腔内中心温区处的温度升至920℃后停止加热并保温30min ;(5) 保温结束后,令其自然降温，温度至400 ℃时停止充入氩气,然后使系统维持在真空状态下继续降至室温，此时将系统暴露在大气中,取出样品.在上述制备过程中有一点值得注意,步骤(2)中将摩尔比为1 ∶1的石墨和氧化锌粉末混合物放入石英管中心温区处，其作用是为了在温度大于880℃时通过碳热还原反应产生Zn蒸气。
1.2.2电化学法电化学合成法是近年来被广泛应用的一种合成方法，主要包括模板法和电解电镀法。
电解电镀法操作简单但因其合成的纳米线呈无序状而影响到纳米线的进一步应用。
模板电化学合成纳米材料的发展已较为完善，不仅具有操作简单等优点，且合成出有序的纳米线阵列，目前经常使用的模板有多孔聚合物模板(聚碳酸酯模板，即PC)和多孔阳极氧化铝模板(AAM)。
1.2.3 溶胶凝胶法溶胶凝胶法制备氧化物纳米线的实质是直接的溶胶填充，也即目标氧化物材料的溶胶在基板孔中的渗滤。
具体过程为：先制得目标氧化物的溶胶，然后将模板(AAM 或PC)浸入溶胶。
一段时间后，将模板取出进行一定的后处理。
溶胶凝胶模板法制氧化物纳米棒或纳米线的优点是所用装置简单，反应条件要求不高，制备过程简单。
但是溶胶是通过毛细作用渗入孔内的，所以有时模孔会出现填充度很低的现象，这会直接影响所得纳米棒或纳米线的质量1.2.4水热法本实验采用的方法既是水热法，水热法的基本原理为:在一定的温度和压力下，在水溶液中发生化学反应。
在一定条件下，溶液中即存在合适的聚合物表面活性剂又存在某一种特定的籽晶核时，通过特定的化学反应使前驱体还原从而制备出纳米线。
水热法是发展比较早的一种方法。
其优点是：对设备和试剂要求不高，反应条件温和，无污染，操作简单，是制备一维氧化锌微结构的便捷方法。
缺点是：直径的分布较宽，而且所制备的氧化锌纳米线其生长取向不具有高度统一性，1.3氧化锌纳米线的性质与应用研究。
1.3.1燃料敏化太阳能电池相对于硅太阳能电池，基于半导体氧化物和有机染料的染料敏化太阳能电(DSCs)具有廉价、稳定和易制备等优点。
DSCs是一个电化学系统，它以一层宽隙半导体(氧化钛。
或氧化锌)多孔膜作为吸附染料的光阳极。
氧化钛纳米颗粒和纳米线是研究最为广泛的光阳极材料，其最高转换效率可达11.2％，但由于电子在传导过程中再复合及湮灭造成的电子损耗，使得进一步提高转换效率变得非常困难。
为从根本上解决该问题，有学者对氧化铁、氧化锡等氧化物半导体材料进行了研究，但结果都不是很理想。
针对这一情况一维氧化锌光阳极纳米结构(如纳米线、纳米带、纳米管等)得到了广泛研究。
这种结构对电子收集提供直的传导路径，可减小电子传导时的复合概率，从而提高转换效率。
1.3.2传感器方面的应用氧化锌纳米线具有高比表面积、高活性和极微小性，对外界环境(如温度、光、湿气等>十分敏感，是很好的气敏材料，经掺杂后对有害气体、可燃气体、有机气体等有很好的探测敏感性并具有响应速度快、灵敏度高、选择性优良等特点，成为非常有发展前途的传感器方面的材料。
目前，已用其制成了气体报警器和湿计等。
氧化锌纳米线作为一种生物材料，具有无毒和生物相容性，可以无需进行涂层处理直接应用于生物医学中。
基于这些优点，氧化锌纳米线在微型光电装置和生物科技应用方面是一种极为重要的纳米材料，成为了众多领域研究的热点。
同样，氧化锌纳米线以它优良的生物亲和性，在生物分子的固定及构建生物传感器方面也有广泛的应用。
第二章实验2.1实验原料及设备实验原料：硝酸锌（ZnNO3，成都市科龙化工试剂厂),六次甲基四胺（C6H12N4，天津市科密欧化学试剂开发中心）FTO导电玻璃(SnO2，F，武汉格傲科教仪器有限公司)；其他试剂（如无水乙醇等）实验用水均为去离子水。
试验设备：电子天平（BS124S，北京赛多利斯仪器系统有限公司。
）；磁力搅拌器（78，常州国华电器有限公司。
）；超声波清洗器（KH-500B,昆山合创超声仪器有限公司。
）电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9076A,上海惊鸿试验设备有限公司，太仓惊鸿仪器设备有限公司）；吹风机;烘箱。
2.2金基底制备氧化锌纳米线2.2.1准备TFO玻璃我们用水热法制备氧化锌纳米线，我们首先用玻璃刀将大的FTO导电玻璃裁成尺寸为2cm*1cm的小片多份，然后将裁成2cm*1cm大小的FTO玻璃片在洗涤剂中清洗，目的是洗去表面杂物，之后在清水中冲洗，在超声波震荡器中震荡10分钟后将小片放入无水乙醇溶液中浸泡，震荡10分钟，目的是洗去煤油等有机物，之后用清水冲洗，在超声波震荡器中震荡10分钟，最后用去离子水在超声波振荡器中震荡10分钟，冲洗干净后干燥保存，以便使用。
2.2.2配置溶液首先用量筒称取100ml的去离子水于玻璃瓶中作为反应溶液。
然后用电子天平称取0.7437克的硝酸锌，将其放入玻璃瓶中溶解，取清洁过的小磁子于玻璃瓶中，将玻璃瓶放在磁力搅拌器上充分搅拌，直至硝酸锌完全溶解。
接着用电子天平称取0.35克的六次甲基四胺，将其放入之前的溶液中，继续在磁力搅拌器上搅拌20分钟左右，六次甲基四胺充分溶解，之后用干净的镊子取出磁子。
将镀金的玻璃片取两片对称放入玻璃瓶中。
最后将量筒，磁子等实验设备用去离子水洗净后放入烘箱中烘干。
配置溶液需要注意的一个步骤是先将硝酸锌放入水中，然后再加入六次甲基四胺，这样做是因为先加入六次甲基四胺会产生白色絮状沉淀，不利于反应的继续进行。
另一个需要注意的步骤是称取六次甲基四胺，因为六次甲基四胺容易潮解，所以应该在保持准确度的前提下快速称量。