水热法制备纳米线阵列
水热法制备Sb2S3纳米棒有序阵列
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水热法制备ZnO纳米结构
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图在Si衬底上，先期对ZnO籽晶层图形化处理，后生长的ZnO 纳米图形化结构，采用电子束光刻技术对籽晶层进行图形化 处理，从而实现了单根纳米棒生长的控制 在纳米棒阵列图形化方面，通过对籽晶层先期图形化处理， 可以设计各种图形，如图4[17](a)和(b)所示，另外采用 电子束光刻等技术，可以图形化出只够一根纳米棒生长的籽 晶颗粒，从而可实现对单根纳米棒生长的控制，如图(c)所示 ， LOGO
水热法制备ZnO纳米结构
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参考文献
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水热法制备高度取向的氧化锌纳米棒阵列
Vol.25高等学校化学学报 No.2 2004年2月 CHEM ICAL JOU RNAL OF C HINES E UNIV ERSITIES 345～347 [研究快报]水热法制备高度取向的氧化锌纳米棒阵列郭 敏1,刁 鹏2,蔡生民1(1.北京大学化学与分子工程学院,北京100871;2.北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083)关键词 ZnO;纳米棒阵列膜;水热法中图分类号 O641 文献标识码 A 文章编号 0251-0790(2004)02-0345-03氧化锌的激子结合能(60m eV)及光增益系数(300cm-1)比GaN的(25meV,100cm-1)还高,这一特点使它成为紫外半导体激光发射材料的研究热点[1].最近,Yang等[2]成功地观测到规则的ZnO 纳米线阵列的激光发射现象,更加激起了人们合成一维高度有序ZnO纳米结构的热情.由于一维ZnO 阵列纳米材料具有独特的光学、电学和声学等性质而使其在太阳能电池[3,4]、表面声波和压电材料[5]等方面均具有广泛的应用前景.目前制备高质量ZnO纳米线/棒阵列所采用的条件苛刻、操作复杂的气-液-固法(V LS)[6]或化学气相沉积法(CVD)[7]都不利于ZnO纳米线/棒阵列的大规模制备.湿化学法操作简单,反应条件温和,无污染,是制备一维ZnO微结构的便捷方法.但与V LS和CVD法相比,所制备的ZnO微/纳米棒的生长取向不具有高度统一性,直径的分布较宽且其平均直径较大[8～13].上述缺点制约了湿化学法在ZnO纳米器件研制中的应用.因此用湿化学法制备取向高度统一、直径分布很窄的ZnO纳米线/棒阵列具有极其重要的意义和极强的挑战性.迄今,采用廉价低温的水热法,在基底上制备高质量、高取向统一、平均直径小于50nm并且直径分布很窄的ZnO纳米棒阵列薄膜尚未见报道.本文在以前工作的基础上[12,13],通过对实验方法的进一步改进,在大范围内制备出取向高度统一、平均直径约为40nm的单晶ZnO纳米棒阵列薄膜.该膜在390nm附近发射出强的荧光.1 实验部分大范围均匀生长的ZnO纳米棒阵列薄膜采用文献[13]改进的方法制备.先制备出ZnO纳米粒子的胶体溶液[14],用该胶体溶液在ITO导电玻璃(深圳伟光导电膜玻璃有限公司,方块电阻10Ψ/cm2)表面制备一层ZnO纳米粒子.将覆盖ZnO纳米粒子的导电玻璃基底放入不同配比浓度的Zn(NO3)2 (北京化工厂)和(CH2)6N4(六次甲基四胺,江苏无锡化工厂)组成的混合溶液中,于95℃水热反应2h 后取出,用石英亚沸蒸馏水重蒸的二次水反复冲洗以除去吸附的多余离子和铵盐,于空气中晾干以备表征.ZnO纳米棒阵列薄膜的表面形貌和阵列结构用扫描电子显微镜(Philips FEI XL30SFEG工作电压10keV)进行表征,利用X射线粉末衍射仪(Rigaku,Dmax-2000,辐射源为Cu K T)测试ZnO纳米棒阵列的晶体结构,采用荧光光谱仪(H itachi F4500,以Xe灯为光源)在激发波长λ=350nm处测定ZnO 纳米棒阵列薄膜的荧光光谱.2 结果与讨论由ITO基底上生长的ZnO纳米棒阵列的XRD图谱(图1)可知,生成的ZnO纳米棒为六方纤锌矿结构(JCPDS No.36-1451).值得注意的是,在图1中只能观察到ZnO晶体(002)晶面的极强的衍射峰收稿日期:2003-08-26.基金项目:国家自然科学基金(批准号:20073003)资助.联系人简介:蔡生民(1933年出生),男,博士生导师,教授,从事纳米材料制备及其光电性能的研究.E-mail:caism@ch em.pku.ed 及(004)晶面的衍射峰.这一特点与过去所有湿化学法制备的ZnO 微/纳米棒阵列的XRD 图不同[8～13],在那些样品的X RD 图中,除了强度相对较高的(002)面的衍射峰外,还出现了(100),(101),(102)和(110)等晶面的衍射峰.这表明,在以前的湿化学法制备的ZnO 微/纳米棒阵列中,尽管微/纳Fig .1 XRD pattern of the ZnO nanorod arrays grown on ITO substrate米棒沿(001)面择优生长并且总体上垂直于基底,但是微/纳米棒取向的一致性较差,即有相当数量的微/纳米棒的取向偏离了基底的法线方向,导致其它晶面衍射峰的出现.而用V LS 和CV D 法制备的ZnO 纳米棒阵列则不同,它们的XRD 图中只出现极强的(002)面衍射峰和很弱的(004)面的衍射峰,表明ZnO 纳米棒阵列沿(001)晶面择优生长,并且在大范围内绝大部分的ZnO 纳米棒都垂直于基底[6,7].从图1中仅出现(002)和(004)面衍射峰的事实可知,采用方便简单、条件温和的水热法制备出的ZnO 纳米棒阵列膜与条件苛刻的V LS 和CV D 法制备出的样品具有同样的高度一致的取向性.图2为ZnO 纳米棒阵列膜的SEM 图.由图2(A)可看出,ZnO 纳米棒在大范围内生长均匀、致密.从高放大倍数的SEM 图中[图2(B )的插图]可知纳米棒顶端呈现六方形,经统计单根棒的直径在20～50nm 范围内,平均直径约为40nm ,这表明我们得到的ZnO 纳米棒直径分布很窄,即纳米棒的粗细非常均匀,而且平均直径很小.此结果比O ′Brien 等[8]采用预先在基底上溅射一层金膜,然后在特定溶液中生长的方法制备出的ZnO 纳米棒直径减小了400nm 以上,同时,比Vayssieres 等[10]和我们[13]以前制备出的ZnO 纳米棒阵列直径减小了100nm 以上.图2(C)和(D)是与基底夹角为45°时的侧视SEM 图.图2(C )显示绝大部分的纳米棒彼此相互独立并保持平行,而且阵列中纳米棒的密度很高,单位面积上的纳米棒数量可达2.0×1012个/cm 2.从图2(D)可看出,几乎所有的ZnO 纳米棒均垂直于基底生长,其高度约为400nm.从图2(C)和(D)可知,ZnO 纳米棒在大范围内具有高度的取向一致性,这与X RD 的结果非常吻合.Fig .2 SEM images of the ZnO nanorod arrays film on ITO substrate(A)Top view at low magnification;(B)top view at high magnification;(C)and (D)view from 45°.Fig .3 Photoluminescence spectrum of ZnO nanorod arrays f ilm on ITO substrate 图3为室温下测得的ZnO 纳米棒阵列膜的光致发光光谱.ZnO 薄膜的光致发光峰主要有380nm 左右的紫外带边发射峰和510nm 左右的绿光发射峰.其中,当薄膜中氧空位含量较高,即生长的薄膜缺陷较多时,后者才会出现.由图3可看出,所制备的ZnO 纳米棒阵列在390nm 附近有一个强的紫外发射峰,这主要是由于自由激子的带间跃迁产生的.同时在460nm 左右出现了一个非常弱的发射峰,其发光机理不十分清楚,发光原因有待进一步研究.由于没有出现510nm 的发射峰,说明我们制备得到的ZnO 纳米棒阵列薄膜的质量较好,有良好的发光性能.综上所述,XRD 和SEM 结果充分表明,采用346 高等学校化学学报V ol.25预先胶体溶液铺膜,然后在低温下用水热生长的方法可以制备出平均直径很小(<50nm )、直径分布很窄、具有垂直于基底的高度取向一致性的ZnO 纳米棒阵列薄膜.该阵列薄膜具有良好的紫外光致发光性.本文中的制备方法为研制基于ZnO 的各种纳米器件及开发纳米ZnO 阵列的其它潜在用途开辟了一条崭新的途径.有关ZnO 纳米棒阵列的生长机理及影响因素正在进一步研究中.对北大先行公司给予本研究的支持表示感谢.参 考 文 献[1] Bagnall D.M.,Ch en Y.F .,Zhu Z.et al ..Appl .Phys.Lett.[J],1997,70(17):2230—2232[2] Huang M.,M ao S.,Feick H .et al ..Science[J ],2001,292(5523):1897—1899[3] Beerman n N .,Vayss ieres L .,Lindquis t S .E .et al ..J .Electrochem .Soc .[J ],2000,147(7):2456—2461[4] Zhong J .,Kitai A.H.,M asch er P.et al ..J .Electroch em.Soc .[J],1993,140(10):3644—3649[5] Mitsuya T.,Ono S.,Wase K..J .Appl .Phys.[J],1980,51(8):2464—2470[6] Huang M.H.,W u Y.,Feick H.et al ..Adv.M ater.[J],2001,13(2):113—115[7] W u J .J .,Liu S. 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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。
水热法构建二氧化钛纳米阵列及其形貌的调控
• 73 •在透明导电氧化物基底上，通过水热反应利用锐钛酸盐制备了多种层次化树状二氧化钛纳米阵列（PPT）。
通过改变反应条件或调节水与二乙二醇（DEG）的比例得到各种PPT形貌。
随着反应温度的升高，纳米线上开始出现分支化结构；增加反应次数，分支化结构得以进一步发展；随着水含量的增加，纳米线（NWs）的直径减少，纳米棒（NRs）分支的尺寸减少，PPT的长度增加，从而显著的提高了电荷的传输和比表面积。
通过改进电子的运输我们可以降低电解液或电极界面的电阻，从而形成排列良好的、孔隙率高、孔隙大的纳米结构。
对于这些超支化阵列，我们观察到与原始二氧化钛纳米线（NWs）相比，染料吸附量增加了两倍，光捕获和散射能力增强。
我们主要探究了不同二氧化钛纳米结构的制备方法，提出了一种扩大阵列结构的光响应和最大限度地提高采光效率的策略，并可能在能源转换和存储、催化、水裂解和气体传感等领域得到应用。
引言：近年来，太阳能电池被认为是最有前途的能源技术之一，有潜力满足我们日益增长的能源需求。
在各种类型的太阳能电池中，染料敏化太阳能电池(DSSCs)以其高效率、低成本和易于制造等优点成为传统硅太阳能电池的最有前途的替代品。
这些太阳能电池的核心是阳极材料，在器件性能中起着至关重要的作用。
迄今为止,纳米线、纳米棒、纳米管（NTs）和纳米纤维等各种类型的一维（1D）二氧化钛纳米结构被作为光阳极而广泛应用。
一般来说，由1D纳米结构组装的电极虽然在电荷传输方面具有明显优势，但由于其表面过于光滑、粗糙度因子较低或相邻1D纳米结构之间有相当大的自由空间，导致内部表面积不足、染料负载能力较低。
增加1D 纳米结构的长度是提高器件性能的表面积的方法之一。
另一个经典的解决方案是用大量较小的树枝状纳米棒来修饰纳米线。
在前人的观察和经验的基础上，随着分支密度的增加，纳米线阵列仍然有足够的空间进行进一步的装饰。
在此，我们提出了一种简便、绿色、经济的方法来合成FTO玻璃基板上的超支化锐钛矿Tio 2纳米线(HBTNW)。
Li掺杂ZnO纳米阵列的水热合成和水热法原理及制备方法汇总(DOC)
Li掺杂ZnO(AZO)纳米阵列的水热合成摘要：准一维纳米材料，包括纳米线、纳米棒、纳米针、纳米管、纳米带、纳米同轴电缆和异质结等是当前纳米材料科学领域的前沿和热点。
有序的纳米阵列结构能够合理控制材料的定向生长，进而实现对其尺寸、维度、组成、晶体结构乃至物性的调控，从而有利于在纳米器件中的应用。
ZnO纳米线与碳纳米管，硅纳米线被认为是21世纪主要的纳米材料，在光学，光电子学，能源，传感器，关键词: Li掺杂 ZnO 纳米阵列水热合成1.1引言纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1～100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。
由于纳米材料尺寸小，可与电子的德布罗意波长、超导相干波长及激子玻尔半径相比拟，电子被局限在一个体积十分微小的纳米空间，电子输运受到限制，颗粒、原子团簇。
由于这些材料一般具有量子效应，因此二维、一维和零维的纳米材料又被称为量子阱、量子线和量子点。
近十多年来，以碳纳米管为代表的准一维纳米新材料因其特殊的一维纳米结构(纳米管、纳米线、纳米同轴电缆、纳米带等)，呈现出一系列优异的力、光、电、声、磁、热、储氢、吸波等性质，在未来纳米器件领域中具有广阔的应用前景，成为纳米材料家族中一类引入瞩目的群体。
然而，和量子阱、量子点的研究相比，准一维纳米材料的研究进展相对较慢，其原因在于准一维纳米材料尤其是结构可控的准一维纳米材料的制备比较困难。
尽管一维纳米结构可以利用纳米光刻技术(电子束光刻、结构、组分、形态、大小以及位置等进行人为的控制，从而直接生长出所需的准一维纳米材料和纳米结构。
因此，物理、化学合成将成为制备准一维纳米材料的一种十分重要的新途径。
对一维纳米材料可控生长技术、表征技术和应用技术的深入研究将会促进纳米科学和技术的发展，有助于发现新的效应，发展新的器件。
ZnO属于带隙较宽( 室温下3.37eV) 的半导体材料, 由于本征缺陷的存在, 使得ZnO往往具有的N 型导电性。
Ga掺杂Zn0纳米阵列的水热合成及发光性质的研究
Ga掺杂Zn0（AZO）纳米阵列的水热合成摘要研究的热点问题。
综述了纳米材料水热合成法的研究进展,并总结了水热合成法的优点和缺点,对水热合成法的反应机理作了初步的探讨,同时论述了目前这种实验方法的实验进展和应用情况，本文采用水热法, 在ZnO 前驱物中添加少量的Ga203, 合成了掺Ga的ZnO晶体。
结果显示: Ga掺杂后晶体的形态得到了明显的改变, 使c轴极性快速生长趋向得到明显改善。
当采用ZnO晶片为籽晶时,通过水热反应在晶片上生长了一层掺Ga的ZnO薄膜, 通过SEM 和光学显微观察, 所生长的晶体表面光滑平整,双晶衍射摇摆曲线半宽度小于39弧秒,显示具有较高的晶体质量。
为获得更丰富的ZnO的光学、电学性能，一种有效的方法就是在ZnO中掺入另一种材料。
通过对ZnO进行掺杂而得到更优良的光、电学性能成为当前关键词：氧化锌晶体，水热法，Ga掺杂Zn0，纳米阵列AbstractThe preparation of abio - nanoparticles by the hydrothermal synthesis methods was summarized , discussed the advantages and disadvantages of these methods , the mechanism and the situation of the water in the chemical process were superficially analyzed too , introduced the solvents usually be used in this method .pointed out nowadays the proceeding and the applying of this method。
Ga- doped ZnO crystals were synthesized by hydrothermalmethod through adding Ga203 to ZnO.The results indicated that the Ga-doped ZnO had shape of hexagonal slice . The shape of Key words : ZnO crystals , hydrother malmethod , Ga-doped ZnO, nano-materials目录自动生成即可第一章绪论1.1 引言在人类社会漫长的发展过程中，科学技术的发展总是和尺度的概念紧密相关。
水热法制备纳米线阵列综述
水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究摘要ZnO是一种在光电领域中具有重要地位的半导体材料。
采用聚乙二醇(PEG(2000))辅助的水热合成法制备出了粒径较为均匀的锥状氧化锌纳团线阵列, 并用SEM、XRD对其进行了表征。
实验结果表明,表面活性剂(PEG22000)和氨水的加入量对ZnO纳米线阵列的形貌有直接的影响;分析出了不同体系中的化学反应过程及生长行为，研究了衬底状态、生长溶液浓度、生长时间、pH值等工艺参数对薄膜生长的影响，并对薄膜柱晶等特殊形貌晶体的生长机理进行了探讨。
研究表明：薄膜的晶粒成核方式主要为异质成核，柱晶的生长方式为层-层生长。
生长的ZnO柱晶的尺寸和尺寸分布与晶种层ZnO晶粒有着相同的变化趋势。
随着生长液浓度的增加，ZnO棒晶的平均直径明显增大。
生长体系长时间放置，会导致二次生长，形成板状晶粒。
NH3·H2O生长系统，可以调节pH值来控制薄膜的生长。
对于碱性溶液体系，ZnO合适的生长温度为70~90℃，通过调节温度，可以改变纳米棒的生长速率。
关键词：ZnO薄膜,低温,水热法,薄膜生长HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF ZnO NANOWIRE ARRAYSCONE AND OPTOELECTRONICRESEARCHABSTRACTZnO is an important area in the status of photovoltaic semiconductor material.Polyethylene glycol (PEG (2000)) assisted hydrothermal synthesis were prepared by a more uniform particle size of zinc oxide nano cone line array group and use SEM, XRD characterization was carried out. The results show that surfactant (PEG22000) and ammonia addition on the morphology of ZnO nanowire arrays have a direct impact; analyze the different systems of chemical reactions and growth behavior of the state of the substrate, growth concentration, growth time, pH, and other process parameters on film growth, and morphology of thin film transistors and other special column crystal growth mechanism was discussed. The results show that: the film grain nucleation is mainly heterogeneous nucleation, crystal growth patterns column for the layer - layer growth. The growth of ZnO crystal size and column size distribution of ZnO grain and seed layer have the same trend. With the increase in the growth of concentration, ZnO rods significantly increased the average diameter of crystal.Growth system extended period of time will lead to secondary growth, the formation of tabular grains. NH3 • H2O growth system, you can adjust the pH value to control the film growth. The alkaline solution system, ZnO is a suitable growth temperature 70 ~ 90 ℃, by adjusting the temperature, can change the growth rate of nanorods.Key words：ZnO films, low temperature, hydrothermal method, thin film growth目录中文摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论............................................................................... (1)1.1..纳米科技 (1)1.1.1纳米材料的结构单元 (1)1.1.2纳米材料的特性 (2)1.2纳米ZnO材料的特性 (4)1.2.1 ZnO的晶体结构 (4)1.2.2 ZnO的光电性能 (5)1.2.3 ZnO的紫外受激发射 (6)1.3 ZnO纳米材料的应用 (7)1.3.1表面声波（SAW）1.3.2半导体紫外激光器 (11)1.3.3太阳能电池 (11)1.3.4 表面型气敏器件 (12)1.3.5缓冲层和衬底 (13)第二章溶胶一凝胶成膜原理及实验方法..................……2.1引言..................··········……2.2溶胶一凝胶技术的特点 (17)2.3煅烧和烧结2.4溶胶一凝胶法制备薄膜的常用方法 (20)旋涂法.......................……浸涂提拉法...................……2.5影响因素 (21)2.5.1水解度 (21)2.5.2溶胶浓度..................................，. (21)2.5.3温度 (22)2.5.4催化剂 (22)2.6试剂及仪器设备 (22)2.6.1试剂的选用 (22)2.6.2实验器材 (23)2.7薄膜的制备过程 (23)2.7.1基片的清洗 (23)2.7.2旋涂法镀膜 (25)2.7.3干燥和热处理 (25)2.8几种主要的分析方法简介 (26)2.8.IX射线衍射分析 (26)2.8.2荧光分光光度法 (26)2.8.3紫外一可见分光光度法 (26)2.8.4原子力显微分析 (27)2.8.5扫描电子显微分析 (27)第一章绪论1.1纳米科技“纳米”是一个尺度的度量，最早把这个术语用到技术上的是日本在1974年底，但是以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1-100 nm范围。
水热法制备氧化锌纳米线场发射特性优化及集成微加工工艺研究(1)
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｏｆ ＺｎＯ
ＮＷｓ
ｉｎ ｖａｃｕｕｍ ｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏ
ＮＷｓ ｃｏａｔｅｄ
ｗｉｔｈ ｖａｒｉｏｕｓ ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ
ｏｎ
ｔｈｅｉｒ ｓｕｒｆａｃｅ
ｈａｖｅ
ｂｅｅｎ
ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｗｈｅｎ Ｐｔ
ＺｎＯ
ｓｕｒｆａｃｅ ｄｉｄ ｎｏｔ ｆｏｒｍ
学位论文作者签名：弓勘了
日期：矽卜年Ｄ６月ｐ９日
引言
第一章引
言
氧化锌一维纳米材料具有较低的表面电子亲和势以及较大的高径比，因此在
场发射研究领域具有一定的应用潜力【１】。已经报道的氧化锌一维纳米结构主要 有纳米线【２】、纳米棒【３】、纳米管【４】、纳米梳【５】、纳米带【６】。由于氧化锌纳米线、
纳米棒具有与传统金属尖锥冷阴极相类似的几何形貌，因此它们在场发射领域倍 受关注。氧化锌纳米线的制备方法很多，但可以概分为两类。第一类是以采用化
ｄｅｓｉｇｎｅｄ：ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｌａｙｅｒ ｌｉｆｔ－ｏｆｆ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｅｌｆ－ａｌｉｇｎｅｄ ｍｅｔｈｏｄ．Ｂｙ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ
ｔｈｅｓｅ Ｗｅ
ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｇａｔｅｄ ＺｎＯ
ＮＷ
ｄｅｖｉｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ
ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ．
ｗｅｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｍｅａｌ＇ｌＳ ｔｈａｔ
ｔｈｅ№ｃａｎ
ｄｅｖｉｃｅ
ｓｕｓｔａｉｎ ｌａｒｇｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｗｅ ｈａｖｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｇａｔｅｄ
ZnO纳米棒阵列的水热法制备及其光学性质.
ZnO纳米棒阵列的水热法制备及其光学性质*宋玉哲1,陈昊2,刘国汉1,韩根亮1,徐进章2,李工农1(1.甘肃省科学院传感技术研究所,甘肃兰州730000;2.兰州大学核科学与技术学院,甘肃兰州730000摘要: 在四甲基氢氧化铵的水溶液中,锌片基底上成功生长了ZnO纳米棒阵列,利用扫描电镜、X射线衍射和荧光仪检测了产品的形貌、结构和光致发光性能。
结果发现,通过改变四甲基氢氧化铵的浓度,可以实现对纳米棒阵列取向和直径的控制;产物出现了分别位于380nm的紫外发光峰和525nm的绿色发光峰,并认为O空位Zn填隙缔合缺陷也参与了绿色发光的形成。
最后,简单讨论了纳米棒阵列的生长机理。
关键词: 氧化锌;纳米阵列;发光;生长机理中图分类号: O614.2文献标识码:A 文章编号:1001 9731(2009增刊 0791 041 引言ZnO作为宽禁带半导体材料,具有很高的激子束缚能(60meV,易实现室温下高效率的受激发射,与其它几种发光材料如ZnSe、ZnS、GaN等相比,ZnO具有更大的优势。
而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。
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。
近年来,溶液法制备ZnO一维阵列取得了较好的成果。
Vay ssieres[1]等人利用玻璃片为基底,在锌盐和六亚甲基四胺的溶液中水热反应得到了纳米棒阵列。
随即,出现在各种基底上预先涂敷ZnO晶种层,在锌盐溶液中水热反应制备ZnO纳米阵列[2~4]的热潮。
近来,杨合情研究组[5]避免了晶种涂敷过程,利用锌片和氨水反应,通过改变反应时间可以控制纳米棒的直径。
在此基础上,我们利用锌片和四甲基氢氧化铵溶液反应,也制备了纳米棒阵列,改变四甲基氢氧化铵溶液的浓度,获得了形貌不同的纳米棒阵列,检测了产物的发光性质,并讨论了其生长机理。
模板-水热法设备制作四氧化三铁纳米线的方法与相关技术
本技术提供了一种模板水热法制备Fe3O4纳米线的方法，本技术采用溶剂热还原的方法，以乙二醇作为溶剂、还原剂，对三价铁离子进行部分还原制备Fe3O4纳米线；本技术方法实现直径可控合成纳米线阵列，且该方法一步合成，简便易操作。
技术要求1.一种模板-水热法制备Fe3O4纳米线的方法，其特征在于，所述方法为：(1)阳极氧化铝模板的处理将阳极氧化铝模板浸入无水乙醇中，超声15-25min，之后取出模板待其表面无水乙醇蒸发完全，再将模板置于十二烷基苯磺酸钠水溶液中浸泡3-5h，之后取出模板置于50～90℃烘箱中烘干，备用；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的浓度为5～18g/L；(2)制备溶胶将FeCl3、柠檬酸钠、乙酸钠、乙二醇混合，搅拌溶解，超声分散均匀，得到溶胶；所述FeCl3、柠檬酸钠、乙酸钠的质量比为13：3～8：15～25；所述乙二醇的体积用量以FeCl3的质量计为30～50mL/g；(3)灌注溶胶将步骤(2)所得溶胶挤入步骤(1)处理好的阳极氧化铝模板的孔道中，得到填充有溶胶的阳极氧化铝模板；(4)前驱体的反应将步骤(3)所得填充有溶胶的阳极氧化铝模板浸没于步骤(2)制备的溶胶中，静置5～12h 后，升温至200～250℃反应8～10h，之后冷却至室温，取出模板；(5)释放纳米线将经过步骤(4)反应的阳极氧化铝模板放入碱溶液中浸泡去除模板，即得Fe3O4纳米线。
2.如权利要求1所述的模板-水热法制备Fe3O4纳米线的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述阳极氧化铝模板直径为15mm，厚度为50～100μm；所述模板具有双通孔道，且孔道直径为40～60nm。
3.如权利要求1所述的模板-水热法制备Fe3O4纳米线的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的浓度为11.5g/L。
4.如权利要求1所述的模板-水热法制备Fe3O4纳米线的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述FeCl3、柠檬酸钠、乙酸钠的质量比为13：5：20。
《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》范文
《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，纳米材料因其独特的物理和化学性质在众多领域展现出巨大的应用潜力。
其中，氧化锌（ZnO）纳米线因其高比表面积、优异的电子传输性能和良好的化学稳定性，在传感器、光电器件、能源存储等领域得到了广泛的研究。
本文将重点探讨ZnO纳米线阵列的可控制备方法，以及其气敏性质的研究进展。
二、ZnO纳米线阵列的可控制备2.1 制备方法ZnO纳米线阵列的制备方法主要有化学气相沉积法、水热法、溶胶-凝胶法等。
本文采用化学气相沉积法（CVD）进行ZnO纳米线阵列的制备。
该方法通过在衬底上加热ZnO源材料，使其在高温下与气相中的氧气发生反应，生成ZnO纳米线。
2.2 制备过程控制在CVD法中，制备过程控制对ZnO纳米线阵列的形态和性能具有重要影响。
通过控制反应温度、源材料浓度、气体流量等参数，可以实现对ZnO纳米线直径、长度、密度等方面的控制。
此外，还需考虑实验环境中的杂质和污染对纳米线性能的影响。
2.3 制备结果分析通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段，对制备的ZnO纳米线阵列进行形貌和结构分析。
SEM可以观察纳米线的表面形态和排列情况，XRD则可以分析纳米线的晶体结构和相纯度。
此外，还需对制备过程中产生的副产物和杂质进行分析，以确保纳米线的纯度和性能。
三、ZnO纳米线阵列的气敏性研究3.1 气敏性原理ZnO纳米线具有较高的比表面积和良好的电子传输性能，使其对气体分子具有较高的敏感度。
当气体分子与ZnO纳米线表面发生相互作用时，会引起纳米线电阻的变化，从而实现对气体的检测。
这种基于电阻变化的气敏性原理在气体传感器中具有广泛的应用。
3.2 气敏性实验为了研究ZnO纳米线阵列的气敏性质，我们进行了系列实验。
首先，将制备好的ZnO纳米线阵列置于不同浓度的目标气体中，观察其电阻变化。
其次，通过改变气体种类和浓度，分析纳米线对不同气体的敏感度和响应速度。
水热法制备TiO2纳米管阵列
万方数据 万方数据第１期李纲等：水热法制备Ｔｉ０２纳米管阵列图１不同水热处理时间制备的Ｔｉ０２纳米管阵列的ＦＥ－ＳＥＭ照片Ｆｉｇ１ＦＥ．－ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅａｓ－－ｐｒｅｐａｒｅｄｔｉｔａｎｉａｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａ［ｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｉｍｅｓ（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｒａｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎ；（ｄ）１８０ｍｉｎ；（ｅ）９０ｒａｉｎ（ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎａｌｖｉｅｗ）子消耗剂（如Ｈ３８０３，Ａ１２０３，Ａ１等）之间发生配位体置换，驱动金属氟化物的水解反应向正向移动，从而使前驱体物质的缓慢水解所生成的金属氧化物或者氢氧化物的过饱和溶液在基体上均匀地沉积下来．液相沉积的一个重要特征是水解产物通常倾向于在有羟基的位置沉积．对本文而言，沉积液（ＮＨ４）２ＴｉＦ６是大大过量的，当ＡＡＯ模板的表面反应完全后，继续延长反应时间，［ＴｉＦ６］２一将继续水解，水解生成的［ＴｉＦ６．。
（ＯＨ）。
］２一或［Ｔｉ（ＯＨ）。
］２一将与ＡＡＯ模板表面先前已生成的Ｔｉ０２微粒通过羟基的桥联作用，并发生脱水缩合反应，析出更多的ＴｉＱ堆积在前期生成的颗粒表面，从而形成了表面被完全覆盖的形貌．这一点从纳米管阵列的管径和管壁随水热时间的延长分别趋于减小和增厚可以得到证实．图１（ｅ）是水热处理时间为９０ｍｉｎ所得纳米管阵列的断面照片，与图１（ｂ）所示纳米管阵列的表面管与管之间共用管壁、互连的现象不同，在垂直于铝基的方向上出现了不连续、相互分离的管状结构．管壁亦由众多微细颗粒堆积而成，平均粒径为２５ｒｉｍ．由此可见，为了制备出具有规整形貌的ＴｉＯ：纳米管阵列．选择适当的水热处理时间至关重要．２．２ＥＤＳ分析表１列出了不同水热处理时间下所得纳米管阵列表面的ＥＤＳ分析结果．由表可见，三个样品的主要成分均为Ｔｉ和ｏ，证实所得纳米管阵列的化学组成是Ｔｉ０２．此外，ＥＤＳ还检测到了Ｆ的存在，这来源于起始反应物质（ＮＨ４）２ＴｉＦ６．类似地，文献［２７］采用液相沉积法制备ＴｉＯ，薄膜时也检测到了杂质Ｆ的存在．从表１还可以看出，当水热处理时间为６０ｍｉｎ时所获得的纳米管阵列表面有１．００％的Ａｌ残留，表明ＡＡＯ模板未能反应完全，而水热处裹１不同水热处理时间所得纳米管阵列表面成分的ＥＤＳ分析结果Ｔａｂｌｅ１ＥＤＳａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓｐｒｅｐａｒｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｙｄｒｏｔｈｅｒｒｎａｌｍｅｎｔｔｉｍｅｓＴｒｅａｔｍｅｎｔｔｉｍｅ篁！型竺竺墅！！竺鬯墅苎！（ｍｉｎ）ＯＴｉＡ】Ｆ 万方数据 万方数据第１期李纲等：水热法制备Ｔｉ０２纳米管阵列４１圈３水热法制备Ｔｉ０２纳米管阵列的形成过程示意图Ｆｉｇ３ＳｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＴｉＯｚｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓｂｙｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄ由于形成的Ｔｉｏ，纳米颗粒并不是完全致密的，颗粒之间可能存在着间隙，这就为［ＴｉＦ６］２一进入管壁的内部提供了条件．［ＴｉＦ６］２一越过最初生成的ＴｉＯ：颗粒后，沿垂直于模板管壁方向（从外向里）和垂直于铝基方向（从上至下）继续与ＡＡＯ模板反应（图３（ｄ）），通过不断的模板消耗一水解产物沉积一模板再消耗一水解产物再沉积过程，从而得到了纳米管阵列．本实验所得Ｔｉ０２纳米管阵列区别于多孔阳极氧化铝模板的最大特征就是在断面方向上形成了独立的管状结构（图３（ｅ））．这种管状结构的形成是由于模板的管壁外表面被［ＴｉＦ。
Sn掺杂ZnO纳米阵列的水热合成(DOC)
Sn掺杂ZnO纳米阵列的水热合成摘要:以ZnCl2和NaOH为原料,用SnCl4·4H2O作掺杂剂,通过水热法合成了Sn掺杂ZnO纳米颗粒。
利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及光致发光(PL)光谱等测试技术对样品的物相、形貌及光学性能进行了表征。
结果表明:制得的Sn掺杂ZnO纳米粒子具有六角纤锌矿结构。
随着锡掺杂浓度的增大,纳米晶的平均粒度增加,晶体形貌由短棒状向单锥和双锥状变;提高前驱液的pH值,所得样品的形貌由长柱状向短柱状转变。
室温下,观测到三个光致发光带,一个峰值在433 nm处的强紫光发射峰,一个约在401 nm处的近紫外发光峰及一个在466nm处的弱蓝光发光峰。
在实验掺杂浓度范围内，Sn的掺杂致使改变纳米ZnO的发光强度，对发光峰位置影响不大。
关键词:ZnO纳米晶;水热合成; Sn掺杂;光学性能Hydrothermal synthesis of Sn dopedZnO nano arrayAbstract:Sn-doped ZnO nanocrystals were synthesized by the hydrothermal method using ZnCl2 and NaOH as rawmaterials at 200e for 5 h. The dopant source of tin was SnCl4·4H2O and the atomic percent age of dopant in the solution were n(Sn):n(Zn) = 1% and 2% respectively. The phase composition, morphology,size as well as optica lproperties of the sampls have been characterized by means of X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), UV-Visible absorption and photo lum in escence (PL) spectra. The effects of the Sn doping concentration and the pH value of the precursor solution on the surface morphology and optical properties of the samples have also been studied. The experimental results indicate that the obtained Sn-doped ZnO nanocrystals are of hexagonalw urtzite structure. The average grain size of the samples increases and the surface morphology goes from short rod-like to single cone-like and double cone-like with the increase ofSn concentration. In addition, the surfacemorphology of the samples can also be affected by the basicity of the precursor solution. Since it changes from long rod-like (for pH 7. 0) to short rod-like (forpH 12.0). There was aUV absorption peak from theUV-visible absorption spectra which have a red-shift with the increase of Sn concentration. Three photoluminescence bands, including a strong purple emission at 433 nm, a lef-t shoulder nearUV band emission around 401 nm aswell as a weak blue emission at 466 nm were observed at room temperature. The intensities of the emission peaks increased with the increase of Sn concentration. Compared with that of undoped ZnO nanocrysta,l only the intensities of emission peaks are changed, but the peak positions are almost not changed in the Sn doping concentration rang of our experiments.Key words:ZnO nanocrysta;l hydrothermal synthesis; Sn-doping; optical properties目录一.引言 (1)二. 实验 (2)2.1样品的制备 (2)2.1样品的表征 (2)三. 结果与讨论 (3)3. 1 X射线衍射(XRD)分析 (3)3.2 形貌分析 (5)3.3 紫外可见吸收光谱和光致发光分析 (6)四. 结论 (9)参考文献 (10)致谢 (13)一.引言ZnO是一种II-VI族直接带隙宽禁带半导体材料,具有六角纤锌矿型晶体结构,在室温下的禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60 meV,有望制备出蓝光及紫外光电器件[1~4]。
ZAO基底水热法制备ZnO纳米阵列及其形貌特征
（ ， ， Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｔ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ５ ４， Ｃ Ｈ Ｎ） － ｐ ｙ ｇ ｙ ｇ
Ｚ Ａ Ｏ 基底水热法制备 Ｚ ｎ Ｏ 纳米阵列 及其形貌特征
韦新颖 ，祁康成 ，林祖伦 ，袁红梅 ，王小菊 ，张国宏
（ ） 电子科技大学 光电信息学院 ，成都 ６ １ ０ ０ ５ ４
摘 要： ＡＯ 透 明 导 电 薄 膜 衬 底 上 制 备 了 不 同 形 貌 的 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米 阵 列。 用 采用水热法 ，在 Ｚ 紫外可见光分光光度计 、 四探针测试仪等测试 手 段 对 Ｚ Ｓ ＥＭ、 ｎ Ｏ 纳米阵列的形貌结构和物理特性 进行了表征和测试 。 结果表明 ， 不添加任何催化剂 ， ０． ０ ７ ５Ｍ 的乙酸锌水溶液中 ， ９ ０ ℃ 水温时可生 长出形状规则的氧化锌纳米棒 ； 相 同 的 温 度 下， 等摩尔浓度（ 的乙酸锌和六亚甲基四胺水 ０． ０ ５Ｍ） ／氧 化 锌 纳 米 阵 列 具 有 良 溶液中 ， 可生长出氧化锌纳米片阵 列 。 光 电 性 能 测 试 表 明 所 制 备 的 Ｚ ＡＯ 好的光透过性和导电性 。 关键词 ： ＡＯ 薄膜 ；氧化锌纳米阵列 ；水热法 ；过饱和度 ；透过率 ；方阻 Ｚ （ ） 中图分类号 ： Ｏ ６ ４ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ １－５ ８ ６ ８ ２ ０ １ ０ ０ ４－０ ５ ７ ０－０ ５
水热法制备Sb2S3纳米棒有序阵列
ｓｅｔ ｓｏｙ （Ｄ ）ａｄｓｌｃ ｄａｅ ｌｃ ｏ ｉｒｃｉ （Ａ Ｄ ｅｕｔ ｄｍｏｓａｅｔａ ｔｅｎｎｒｄ ｅ ｐｃ ｏｃｐ Ｅ Ｓ ｎ ｅｅｔ —ｒａｅ ｔ ｎｄｆａｔｎ Ｓ Ｅ ）ｒｓｌ ｅ ｎｔ ｔ ｈｔ ｈ ａｏｏｓａ ｒ ｅ ｅｒ ｆ ｏ ｓ ｒ ｒ ｃｍｐ ｓｄ ｏ ｕｅ ｏｔｏｈ ｍ ｉ Ｓ ２ ｉｇ —ｒｓ １ ｃｎ ｉｇ ｅ ｃ ｏ ｃｏｃ ｐ （Ｅ ｏ ｏｅ ｆｐ ｒ ｒ ｒｏ ｂｃ ｂＳ ｓ ｌ ｃｙｔ ．Ｓ ａ ｎｎ ｌ ｔ ｎ ｍｉ ｓｏ ｙ Ｓ Ｍ）ａ ｄ ｔ ｎｍ ｓｉｎ ｈ ３ ｎｅ ａ ｅｒ ｒ ｎ ｒ ｓ ｉ ｏ ａ ｓ ｅｅｔ ｎｍｉｏｃｐ Ｔ Ｍ ｓｏ ａ ｔｅＳ２３ ａｏｏｓａｅｈｇｌ ｒｅｅ ｉ ｏｔ ｌ ｂｅｄａ ｔｒ ｎ ｅｇｈ ｌ ｒ ｃ ｓｏｙ（Ｅ ） ｈｗｔ ｔｈ ｂＳ ｎｒｄ ｒ ｉ ｙｏｄｒｄｗｔ ｃｎｒ ｌ ｌ ｉ ｅ ｄｌｎｔ ｃｏ ｒ ｈ ｎ ｈ ｈ ｏ ａ ｍｅ ａ
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文献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：１０ ．８ １ ０ ７０ ．５ １０ ０ １ ６ （ ０ ）９ １６ ．６ ４ ２
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水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究摘要ZnO是一种在光电领域中具有重要地位的半导体材料。
采用聚乙二醇(PEG(2000))辅助的水热合成法制备出了粒径较为均匀的锥状氧化锌纳团线阵列, 并用SEM、XRD对其进行了表征。
实验结果表明,表面活性剂(PEG22000)和氨水的加入量对ZnO纳米线阵列的形貌有直接的影响;分析出了不同体系中的化学反应过程及生长行为，研究了衬底状态、生长溶液浓度、生长时间、pH值等工艺参数对薄膜生长的影响，并对薄膜柱晶等特殊形貌晶体的生长机理进行了探讨。
研究表明：薄膜的晶粒成核方式主要为异质成核，柱晶的生长方式为层-层生长。
生长的ZnO柱晶的尺寸和尺寸分布与晶种层ZnO晶粒有着相同的变化趋势。
随着生长液浓度的增加，ZnO棒晶的平均直径明显增大。
生长体系长时间放置，会导致二次生长，形成板状晶粒。
NH3·H2O生长系统，可以调节pH值来控制薄膜的生长。
对于碱性溶液体系，ZnO合适的生长温度为70~90℃，通过调节温度，可以改变纳米棒的生长速率。
关键词：ZnO薄膜,低温,水热法,薄膜生长HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF ZnO NANOWIRE ARRAYSCONE AND OPTOELECTRONICRESEARCHABSTRACTZnO is an important area in the status of photovoltaic semiconductor material.Polyethylene glycol (PEG (2000)) assisted hydrothermal synthesis were prepared by a more uniform particle size of zinc oxide nano cone line array group and use SEM, XRD characterization was carried out. The results show that surfactant (PEG22000) and ammonia addition on the morphology of ZnO nanowire arrays have a direct impact; analyze the different systems of chemical reactions and growth behavior of the state of the substrate, growth concentration, growth time, pH, and other process parameters on film growth, and morphology of thin film transistors and other special column crystal growth mechanism was discussed. The results show that: the film grain nucleation is mainly heterogeneous nucleation, crystal growth patterns column for the layer - layer growth. The growth of ZnO crystal size and column size distribution of ZnO grain and seed layer have the same trend. With the increase in the growth of concentration, ZnO rods significantly increased the average diameter of crystal.Growth system extended period of time will lead to secondary growth, the formation of tabular grains. NH3 • H2O growth system, you can adjust the pH value to control the film growth. The alkaline solution system, ZnO is a suitable growth temperature 70 ~ 90 ℃, by adjusting the temperature, can change the growth rate of nanorods.Key words：ZnO films, low temperature, hydrothermal method, thin film growth目录中文摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论............................................................................... (1)1.1..纳米科技 (1)1.1.1纳米材料的结构单元 (1)1.1.2纳米材料的特性 (2)1.2纳米ZnO材料的特性 (4)1.2.1 ZnO的晶体结构 (4)1.2.2 ZnO的光电性能 (5)1.2.3 ZnO的紫外受激发射 (6)1.3 ZnO纳米材料的应用 (7)1.3.1表面声波（SAW）1.3.2半导体紫外激光器 (11)1.3.3太阳能电池 (11)1.3.4 表面型气敏器件 (12)1.3.5缓冲层和衬底 (13)第二章溶胶一凝胶成膜原理及实验方法..................……2.1引言..................··········……2.2溶胶一凝胶技术的特点 (17)2.3煅烧和烧结2.4溶胶一凝胶法制备薄膜的常用方法 (20)旋涂法.......................……浸涂提拉法...................……2.5影响因素 (21)2.5.1水解度 (21)2.5.2溶胶浓度..................................，. (21)2.5.3温度 (22)2.5.4催化剂 (22)2.6试剂及仪器设备 (22)2.6.1试剂的选用 (22)2.6.2实验器材 (23)2.7薄膜的制备过程 (23)2.7.1基片的清洗 (23)2.7.2旋涂法镀膜 (25)2.7.3干燥和热处理 (25)2.8几种主要的分析方法简介 (26)2.8.IX射线衍射分析 (26)2.8.2荧光分光光度法 (26)2.8.3紫外一可见分光光度法 (26)2.8.4原子力显微分析 (27)2.8.5扫描电子显微分析 (27)第一章绪论1.1纳米科技“纳米”是一个尺度的度量，最早把这个术语用到技术上的是日本在1974年底，但是以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1-100 nm范围。
在纳米材料发展初期，纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。
现在，广义地，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。
如果按维数，纳米材料的基本单元可以分为三类:(1)零维，指在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等;(2)一维，指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等;(3)二维，指在三维空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜，多层膜，超晶格等因为这些单元往往具有量子性质，所以对零维、一维和二维的基本单元分别又有量子点、量子线和量子阱之称。
1.1.1纳米材料的结构单元1.1.1.1团簇[1]原子团簇是一类新发现的化学物种，是在20世纪80年代才出现的，原子团簇是指几个至几百个原子的聚集体(粒径小于或等于1 nm)，如Fen，CunSm，CnHm(n和m都是整数)和碳族(C60，C70和富勒烯等)等。
原子团簇不同于具有特定大小和形状的分子、分子间以弱的结合力结合的松散分子团簇和周期性很强的晶体，原子团簇的形状可以是多种多样的，它们尚未形成规整的晶体，除了惰性气体外，它们都是以化学键紧密结合的聚集体。
绝大多数原子团簇的结构不清楚，但巳知有线状、层状、管状、洋葱状、骨架状、球状等等。
原子团簇有许多奇异的特性，如极大的比表面使它具有异常高的化学活性和催化活性、光的量子尺寸效应和非线性效应、电导的几何尺寸效应、C60掺杂及掺杂原子的导电性和超导性、碳管、碳葱的导电性等等。
1.1.1.2纳米粒子纳米微粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒，它的尺度大于原子簇，小于通常的微粉。
纳米微粒一般在1-100 nm之间，有人称它为超微粒子。
当小粒子尺寸进入纳米量级(1-100 nm)时，其本身具有量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应和宏观量子隧道效应，因而展现出许多特有的性质，在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面有广阔的应用前景，同时也将推动基础研究的发展。
如20世纪60年代，久保(Kubo)等人指出，金属超微粒子中电子数较少，因而不再遵守费米统计。
“小于10 nm的纳米微粒强烈地趋向于电中性”，这就是久保效应[2]，它对微粒的比热，磁化强度，超导电性，光和红外吸收等均有影响。
正因为如此，有人试图把纳米微粒与基本粒子、原子核、原子、分子、大块物质、行星、恒星和星系相提并论，认为原子簇和纳米微粒是由微观世界向宏观世界的过渡区域，许多生物活性由此产生和发展。
1.1.1.3一维纳米材料（纳米管、纳米棒、纳米丝和纳米线）准一维实心的纳米材料是指在两维方向上为纳米尺度，长度比上述两维方向上的尺度大很多，甚至为宏观量的新型纳米材[3]。
长径比(长度与直径的比值)小的称为纳米棒，长径比大的称作纳米丝。
至今，关于纳米棒与纳米丝之间并没有一个统一的标准，通常把长度小于1μm的纳米丝称为纳米棒，长度大于1μm的称为纳米线。
半导体和金属纳米线通常称为量子线。
1.2 ZnO的光电性质ZnO是一种新型的n-Vl族宽禁带化合物半导体材料，与传统宽带半导体材料GaN、ZnS、Znse等相比，具有优异的光电性特性。
天然ZnO呈n型，通过掺杂111族等可以使zno的电阻率降低到约10-4欧姆，。
尽管n-Zno的掺杂技术目前己经成熟，但p-ZnO的掺杂仍然存在一定的问题。
ZnO是一种具有高折射率的材料，不同制备方法得到的结果有一定差异，一般在2.0左右，在可见光区zno具有很高的透过率，甚至可以超过95%。