ZnO半导体材料的制备与合成..

合集下载

ZnO纳米材料的制备方法及应用

ＺｎＯ纳米棒，结果表明当银和含量为３％时，光催化的效果最好。
收稿日期：２０１３ — １１－０３
基金项目：吉林农业大学校内科研启动基金（２０１２３８）
作者简介：李雪（１９７９－），女，吉林长春人，硕士研究生，主要从事纳米半导体材料特性研究。
小晶粒。
可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。磁控溅射
的基本原理是利用Ａｒ气和０气混合气体中的等离子成膜速率高
物理
方
磁控溅射法体，在电场和交变磁场的作用下被加速的高能粒子轰击粘附性好靶材表面，能量交换后靶材表面的原子脱离原晶格而逸
容如表ｌ。
２ＺｎＯ纳米材料的应用
２．１光催化剂
随着工业和经济的发展，全球环境污染日益严重，光催化法降解有机污染物是目前解决这一问题最有效
的途径。与ＴｉＯ：相比，ＺｎＯ是直接带隙半导体，其电子跃迁几率远高于ＴｉＯ：，因此有着更高的量子效率，ＺｎＯ中存在较多氧空位，能够加速电子一空穴对的分离，因此有更高的降解效率，ＺｎＯ的光不稳定性问题可以通过控制结构生长得到有效解决，这对于ＺｎＯ做为光催化剂的研究具有很强的现实意义。ＮａｚａｒＥｌａｍｉｎ等人¨ 制备ＺｎＯ纳米材料光催化剂，１１０分钟后，甲基橙几乎全部降解。ＪｉａＺｈｉ — ｇａｎｇ等人。。制备了负载银的

ZnO纳米材料的合成与应用研究

ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。

本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。

一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。

它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。

水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。

2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。

在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。

3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。

它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。

气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。

二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。

因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。

2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。

例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。

三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。

因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。

2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。

将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。

zno量子点的制备及荧光表征

zno量子点的制备及荧光表征1. 引言量子点是一种具有特殊结构和性质的纳米材料，其尺寸在纳米级别，通常为1-10纳米。

ZnO（氧化锌）量子点是一种重要的半导体材料，因其在光电子学、生物医学等领域的潜在应用价值而备受关注。

本文将介绍ZnO量子点的制备方法以及荧光表征技术。

2. ZnO量子点的制备方法目前，ZnO量子点的制备方法主要包括溶液法、气相法和固相法等多种途径。

其中，溶液法是最常用且简单有效的一种方法。

2.1 溶液法溶液法制备ZnO量子点可以分为热分解法、微乳液法和水热法等多种方法。

2.1.1 热分解法热分解法是通过在有机溶剂中加入金属前体和表面活性剂，并在高温条件下进行热分解反应来制备ZnO量子点。

该方法具有操作简便、控制粒径尺寸容易等优点。

2.1.2 微乳液法微乳液法是通过将金属前体和表面活性剂溶解在水烃两相的微乳液中，通过控制反应条件来制备ZnO量子点。

该方法具有粒径分布窄、粒径可调控等优点。

2.1.3 水热法水热法是通过在高温高压的水热条件下，将金属前体和反应物溶解在溶液中，经过一定时间后形成ZnO量子点。

该方法具有操作简单、产率高等优点。

2.2 气相法气相法制备ZnO量子点主要包括化学气相沉积法和物理气相沉积法两种方法。

这两种方法都是通过将金属前体蒸发至高温下，与氧气反应生成ZnO量子点。

2.3 固相法固相法制备ZnO量子点主要包括熔盐法和高能球磨法等方法。

这些方法都是通过将金属前体与其他辅助剂进行固相反应，在高温下生成ZnO量子点。

3. ZnO量子点的荧光表征技术荧光表征是评价ZnO量子点性质的重要手段，常用的荧光表征技术包括荧光光谱分析、时间分辨荧光光谱分析和荧光寿命测量等。

3.1 荧光光谱分析荧光光谱分析是通过激发ZnO量子点，测量其发射的荧光信号来研究其发射特性。

该技术可以提供ZnO量子点的发射波长、发射强度等信息。

3.2 时间分辨荧光光谱分析时间分辨荧光光谱分析是在荧光激发和发射过程中，对时间进行精确测量，以研究ZnO量子点的激发和复合动力学过程。

金属离子掺杂ZnO微_纳米结构的制备及其光催化性质研究_张晶要点

摘要纳米材料被称为21世纪最有前途的材料，它是人类近代科学发展史上一项重要的发现，由于当材料减小到纳米尺寸，会具有很多块体材料所不具有的优良特性，所以纳米材料引起了人们广泛的关注和研究。

半导体材料由于其独特的性质，被越来越多的应用在光学、电学以及光电子学领域，而在各种半导体材料中，Zn0的应用尤其广泛。

Zn0作为宽禁带半导体材料，室温下禁带宽度为3.37 eV，激子束缚能高达60 emV，是一种重要的功能材料，在催化剂、光学、传感器、电学、光电子和压电器件等方面具有潜在的应用。

而其中将Zn0应用于催化领域，作为光催化剂降解有机污染物被利用的越来越广泛。

通常情况下，可以通过以下几种方法提高Zn0的光催化性能:减小半导体粒子的尺寸、半导体之间的复合、表面敏化、金属离子的掺杂以及贵金属的表面沉积等。

本文主要研究利用金属离子掺杂以及贵金属的沉积来提高Zn0的光催化性能。

金属离子掺杂对Zn0的光催化效率的影响到现在依旧没有一个确定的结论。

而在Zn0表面沉积或者负载上Ag，Au，Pt等贵金属几乎所有的文献都报道都可以提高Zn0的光催化效率。

而将金属离子掺杂和贵金属的沉积相结合起来研究其对Zn0光催化性能的影响还未见报道，因此我们利用水热法制备了Ag/Zn1-x OMx样品来研究金属离子以及负载Ag对Zn0光催化效率的影响。

水热法通常适合用于制备结品完整、粒径较小的粉末产物，而且得到的产物团聚少、纯度高、粒径分布窄，多数情况下形貌可控。

本文采用简单的水热法，分别在苯甲醇、乙二醇、乙醇的不同体系下，制备出微米级和纳米级的掺杂Zn0材料，并对其性质进行了研究。

本论文的研究内容主要包括以下两部分:(1)采用简单的水热法成功合成了均匀的单晶Znl-xOMx、微/纳米结构(六棱柱形微米样品、方形微米样品和纳米颗粒。

应用X一射线衍射((XRD)、扫描电子显微镜((SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高倍透射电子显微镜((HRTEM)分别对所得材料的结构和形貌进行表征分析，讨论了实验参数，如溶剂、碱浓度、温度、反应时间等对产物形貌的影响，并对不同Zn0结构的生成机理进行了讨论。

量子点zno

量子点ZnO简介量子点ZnO是一种由氧化锌（ZnO）组成的纳米材料，具有特殊的光电性质和优异的应用潜力。

它的独特之处在于其尺寸在纳米级别，导致其电子结构和光学性质与大尺寸的ZnO材料不同。

量子点ZnO因其在能带结构和电荷传输方面的特殊性质而受到广泛关注。

量子效应量子点是指尺寸在纳米级别（通常小于10 nm）的微小晶体。

由于其尺寸相对较小，量子点材料表现出与大尺寸晶体不同的物理和化学性质。

其中之一就是量子效应。

在量子点中，电子和空穴被限制在三个空间维度上运动，形成了一个类似于三维势阱的结构。

这种限制导致了能带结构发生变化，使得材料呈现出禁带宽度随粒径变化而变化的特性。

当粒径减小到一定程度时，禁带宽度增加，能级间距减小，从而导致光学性质的变化。

ZnO的性质氧化锌（ZnO）是一种宽禁带半导体材料，具有优异的光电性能和化学稳定性。

它在紫外光区域具有高透过率，并且具有高载流子迁移率、快速载流子复合速率和良好的热稳定性。

这些特性使得ZnO在光电器件、传感器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。

然而，普通尺寸的ZnO材料往往受到缺陷密度和表面态等问题的困扰，限制了其在某些应用中的效果。

量子点ZnO由于其特殊结构和尺寸效应，可以显著改善这些问题。

量子点ZnO制备方法制备量子点ZnO主要有物理法和化学法两种方法。

物理法物理法主要包括溅射法、蒸发-凝聚法和激光烧结法等。

这些方法通过控制材料蒸发和沉积过程中的温度、压力和气氛等参数来实现纳米级别尺寸的控制。

溅射法是一种常用的物理法，通过将靶材（通常为ZnO）置于真空腔室中，加热靶材并用惰性气体轰击使其蒸发，然后在基底上沉积形成纳米颗粒。

化学法化学法主要包括溶胶-凝胶法、水热合成法和热分解法等。

这些方法通过在溶液中控制反应条件来实现量子点ZnO的制备。

溶胶-凝胶法是一种常用的化学方法，通过将金属前驱体和溶剂混合并控制反应温度和时间等参数，在溶液中形成纳米颗粒。

量子点ZnO的应用量子点ZnO由于其特殊的光电性质，在多个领域具有广泛的应用潜力。

ZnO纳米粒子合成

ZnO纳米粒子合成【实验目的】1、了解ZnO等宽带隙半导体纳米材料的各类性质及应用领域2、掌握ZnO纳米粒子的制备方法【实验仪器】电子天平，水浴锅，电动搅拌器，三颈烧瓶【实验原理】纳米技术与纳米材料的应用，在于充分利用纳米材料优异的光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性和催化等特性，开展具有新技术和高性能的新材料和新产品，并对传统材料进行改性。

纳米氧化锌（ZnO）是一种粒径介于1-100 nm之间的面向21世纪的新型多功能精细无机材料，其表现出许多优异的性质，如荧光性、压电性、生物相容性等。

通过利用其在光、电和磁等方面的奇特性能，可用于制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。

国外对于ZnO的研究起步较早。

其中，日本于20世纪80年代初以锌的乙酞络合物为原料通过气相合成法制备出粒径为100 nm左右的ZnO超细粉体。

之后，日本、美国、德国和韩国相继开始用各种物理化学方法制备ZnO纳米粒子。

而我国的相关研究起步较晚，大约在20世纪90年代初期才开始对纳米ZnO的制备及应用展开研究。

目前，纳米ZnO作为一种宽禁带的直接带隙II-VI组半导体材料，正在抗紫外线、光催化、传感器、发光二极管、太阳能电池和生物医学等领域大展拳脚。

【实验内容】1、取240 mg氢氧化钾粉末充分溶于10 mL甲醇中，备用；2、取615 mg醋酸锌置于三颈烧瓶中，并注入30 mL甲醇，充分搅拌溶解后置于水浴锅中，密封，加热到60摄氏度；3、将1中氢氧化钾溶液逐滴滴入2中，持续搅拌，反应2小时左右直至混合溶液出现白色浑浊为止，实验完成。

【注意事项】1、注意反应原料的放入顺序及数量；2、严格控制三颈烧瓶中甲醇的挥发，以免导致所制备的ZnO纳米粒子粒径不均匀。

【思考题】正常情况下，该反应溶液需经过90-120分钟才会逐渐出现白色浑浊，而有些同学在实验中会发现如果不能很好控制甲醇溶剂挥发，反应会提前完成，为什么？导致的后果是什么？。

ZnO纳米材料的制备及其光性能分析

ZnO纳米材料的制备及其光性能分析ZnO纳米材料的制备及其光性能分析摘要：随着纳米材料的研究和应用逐渐深入，ZnO纳米材料因其优异的光学性质和广泛的应用潜力而备受关注。

本文通过对ZnO纳米材料的制备方法及其光性能的分析，探讨了其在可见光谱范围内的应用前景和潜在问题。

1. 引言ZnO是一种重要的半导体材料，在可见光范围内具有良好的透明性和光学性能。

纳米化技术使ZnO纳米材料的制备更加容易，并且能够调控其形貌和结构，进一步扩展了其应用领域。

本文主要研究了ZnO纳米材料的制备方法和其在光学性能方面的应用。

2. ZnO纳米材料的制备方法2.1 水热法水热法是制备ZnO纳米材料常用的方法之一。

通过在高温高压条件下将Zn源物与反应溶液中的脱水剂反应，在特定的温度、压力和时间下得到纳米级的ZnO颗粒。

这种方法可以控制纳米粒子的形貌和大小。

2.2 氧化法氧化法是将氧化锌粉末进一步破碎并通过化学反应得到纳米级ZnO颗粒的方法。

具体步骤包括溶液制备、沉淀制备和煅烧等。

这种方法制备的ZnO纳米材料通常具有较高的纯度和比表面积。

2.3 等离子体辅助沉积法等离子体辅助沉积法是一种通过等离子体溅射氧化锌薄膜并在退火过程中形成纳米颗粒的方法。

这种方法对制备较大面积的纳米薄膜具有较高的效率和可控性。

3. ZnO纳米材料的光性能分析3.1 光吸收与发射性质ZnO纳米材料在可见光谱范围内具有很好的吸光性能，吸收光谱主要集中在紫外光区域，具有很高的吸收系数。

此外，ZnO纳米材料还表现出良好的荧光性能，其荧光峰位主要在380-420 nm范围内。

3.2 光电导性质由于ZnO纳米材料是一种半导体材料，因此具有良好的光电导性能。

通过引入掺杂元素或修饰表面，可以调控和增强ZnO纳米材料的光电导能力。

这使得ZnO纳米材料在光电器件和太阳能电池等领域有广泛的应用前景。

3.3 光催化性能ZnO纳米材料具有较高的光催化性能，可以在可见光区域内吸收光能并产生电子-空穴对。

ZnO纳米半导体材料制备

ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体材料是一种应用广泛的纳米材料，具有较高的光学、电学性能，被广泛应用于光电器件、光化学传感器等领域。

本文将主要介绍ZnO纳米半导体材料制备的方法和工艺流程。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备ZnO纳米半导体材料的一种有效方法。

大体上，溶胶-凝胶法是将一定比例的Zn(NO3)2·6H2O和NaOH在水中溶解，形成氢氧化锌胶体，通过高温固化和煅烧制备出ZnO纳米半导体材料。

其中，胶化处理的条件包括温度、pH值、浓度等因素，对于制备ZnO纳米半导体材料的影响较大。

在实际操作中，也可以通过添加其他成分，如葡聚糖等，对胶体进行修饰，可以得到不同形态、大小和分散状态的ZnO纳米半导体材料。

2. 气相沉积法气相沉积法是制备ZnO纳米半导体材料的一种常用方法。

基本的制备过程是，在预制的基底上，通过真空或气氛等环境下，使大气中的气体通过热源或光源的激发，分解并反应生成ZnO纳米半导体材料。

在实际操作中也可以通过在反应中加入其他气体或化学试剂等进行反应，如NH3、H2O等，可对所得纳米半导体的性质进行改变。

3. 热分解法热分解法是通过热分解物质，在目标物质的表面附着形成纳米半导体材料的制备方法。

在ZnO纳米半导体材料的制备中，可以采用类似的方法，先将ZnO前体溶于某种有机溶液中，然后在一定温度下加热，使前体产生分解反应，沉积在基底上的ZnO形成纳米半导体材料。

不同于其他制备道德方法，热分解法所得纳米材料较好地维持了前体分子的结构，因而具有较好的晶型、晶粒尺寸和形貌等方面的性质。

总之，ZnO纳米半导体材料具有良好的物理性能和应用前景，其规模化制备对纳米材料的推广应用十分重要。

不同的制备方法也可以根据材料特点和应用领域的不同来选择。

ZnO稀磁半导体

Zn1-xMnxO薄膜的光致发光性质薄膜的光致发光性质
随着Mn掺杂含量的增加，带边发射峰的位置发生蓝移，即往高能方向漂移。带边发射峰的蓝移可能来源于因Mn 进入ZnO晶格后所导致的 Burstein-Moss effect、自旋相关激发或者晶格畸变
经600℃氧气处理的Zn1－xMnxO 薄膜的光致发光谱，其中A、B、C和D分别代表Mn名义含量为0、2％、4％和6％的样品。
制备原理
等离子体化学气相沉积技术原理是利用直流（交流）、射频或微波方式实现低压气体在高频（13.56MHz）电场作用下的辉光放电，衬底置于低压辉光放电的阴极上，等离子体中的反应气体在高速运动电子的猛烈轰击下引起激发、电离或解离，生成各种激发分子、原子或离子，这些粒子常以扩散的方式到达衬底的表面形成固态膜。
等离子体增强化学气相沉积法制备 ZnO稀磁半导体
内容
稀磁半导体介绍 ZnO稀磁半导体材料的PECVD制备方法实验结果及分析
稀磁半导体的基本概念
稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductors, 简写为 DMSs)亦称半磁半导体，是指磁性过渡族金属元素（Fe, Co, Ni, Mn 等）或稀土金属元素( Eu, Gd等)替代部分II-VI族、IV-VI族、 II-V族或III-V族等半导体中部分非磁性元素后所形成的一类新型半导体合金材料。根据掺杂磁性元素量的多少可分为非磁性、稀磁和磁性半导体三种类型稀磁半导体材料由于磁性元素的掺入而表现出一系列不同于常规半导体的奇异属性，如磁光效应、磁电阻效应和塞曼劈裂等最近几年，稀磁半导体的研究一直都是自旋电子学研究领域的热点。
利用PECVD技术在低温下制备出室温铁磁性Zn1-xMnxO稀磁半导体薄膜，其中掺杂元素Mn在ZnO薄膜中的的名义百分比分别为0、2%、4%、6％和 30%（根据蒸发靶中Mn/Zn原子百分比而定义的）系统地研究ZnO薄膜及其 ZnO基稀磁半导体薄膜的结构特性、光学、电学和磁学性质。对其进行一下分析：

纳米ZnO的化学制备方法综述

纳米ＺｎＯ硇化学制备方法综述
德州第一中学
［摘
王俊勇
要］ｚｎＯｆ是一种新型的宽禁带半导体材料，室温禁带宽度为３．２ｅＶ，六角纤锌矿型晶体结构，属六方晶系，为极性晶体，具有很
高的导电、导热性能和化学稳定性及良好的紫外吸收性能，广泛应用于橡胶、陶瓷、日用化工、涂料等方面，可以用来制造橡胶添加剂、气体传感器、紫外线遮蔽材料、变压器和多种光学装置，并且有望在抗茵、净化空气、污水处理中发挥巨大的作用。化学法是在控制
条件下，从原子或分子的成核，生成或凝聚成具有一定尺寸形状的粒子，常见的化学方法有固相法、液相法和气相法。［关键词】ＺｎＯ化学方法制备纳米反应可以完成某些有机反应或对一些危害人类生存环境的有机废弃物进行处理以及在相对较低的温度下完成某些陶瓷材料的烧结等。ＬｉＷｅｎｉｕｎ［Ｉ等以Ｚｎ（ＣＨ，ＣＯＯ）和氨水为原料，在１５０ — ２５０ｑＣ下利用水热法制备出１５ — ９００ｎｍ左右ＺｎＯ纳米粒子，粒子形貌为棒球状。李本林等１用１．０ｍｏ１／１的Ｚｎ（ＮＯ，）溶液和２．０ｍｏｌ／ｌ的ＫＯＨ溶液，向Ｚｎ（ＮＯ，）溶液中滴加完ＫＯＨ溶液，调节溶液的ｐＨ值为９－１３，然后继续搅拌ｌＯｍｉｎ。在高压不锈钢反应釜内，充入氮气，形成一定初压，升温至１５０ — ２５０ｏＣ，保温反应２ — ６ｈ，然后冷却到室温，所得沉淀物用去离子水洗涤３次，过滤、干燥得最终产物。该实验方法讨论了溶液的ｐＨ值、水热反应温度、水热反应时间和水热反应的初压（与反应系统压力相关联）４个条件对纳米氧化锌质量的影响。并最终得出水热法低成本生产纳米氧化锌的工艺条件为ｐＨ值为ｌ０，水热反应温度为２００ ℃，水热反应时间为４ｈ。产品干燥温度为１１５ ℃，产品干燥时间为２ｈ。刘长友” Ｏｌ等以ｚｎ（ＮＯ，）・６ＨＯ和ＮＨ・Ｈ：Ｏ为原料，采用水热法成功的制备了菜花状结构的ＺｎＯ纳米棒束，纳米棒呈放射状排列。分析认为，ＮＨ・Ｈ０浓度影响了前驱体在体系中的存在形式，导致体系均匀性发生变化，改变了ＺｎＯ晶体的生长环境，从而影响了ＺｎＯ的形貌；碱性条件下，ＮＨ．Ｈ０的还原性影响了ＺｎＯ的成核过程，使制得的ＺｎＯ具有放射状的形貌特征。实验结果及分析表明，控制溶液中的Ｎ：Ｈ・Ｈ：０浓度是合成菜花状纳米棒束的关键。２＿３微乳液法微乳液法是两种互不相溶的溶剂，在表面活性剂作用下形成乳液，在微泡中经成核、凝结、团聚、热处理后得至纳米微粒。与其它化学法相比，微乳液法具有微粒小易聚结、大小可控且分散性好等优点。张海平等用正己醇，环己烷，水溶液（硝酸锌）体系Ｗ／Ｏ微乳液中滴加氨水，采用微乳液法，在不同焙烧温度下制取了ＺｎＯ超细粉末。超细粉末是指尺寸介于分子原子与块状材料之间，一般指粒径小于１００ｎｍ的微小固体粒子，包括金属、非金属、有机Ｘ — Ｒａｙ衍射和透射电镜对ＺｎＯ微粉进行了分析。实验结果表明：乳化温度、表面活性剂与助表面活性剂之比及水相的性质对体系相图有影响；焙烧温度影响粒子的大小（粒径随焙烧温度影响的升高呈增大的趋势）。从而得出生产氧化锌的最佳工艺条件为：乳化温度为３Ｏ ℃，表面活性剂ＴｒｉｔｏｎＸ一１００与助表面活性剂正己醇之比为３：２，水相为０．７５Ｍ的Ｚｎ（ＮＯ，）水溶液。２．４溶胶—凝胶法溶胶—凝胶法［２１是指金属有机或无机化合物经过溶胶、凝胶化和热处理形成氧化物或其它固体化合物的方法。其过程是：用液体化学试剂（或粉状试剂溶于溶剂）或溶胶为反应物，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系。放置一定时间后转变为凝胶，经脱水处理，在溶胶或凝胶状态下成型为制品，再在略低于传统的温度下烧结。溶胶一凝胶法具有反应易进行且温度低，可制备高纯或超纯氧化物，容易制备掺杂型氧化物，易制备各种膜、纤维或沉积材料等特点。曹建明［１２１采用溶胶一凝胶法，以无水乙醇、醋酸为原料，分别以草酸、柠檬酸和柠檬酸三铵为络合剂制得了平均晶粒尺寸在１７ｎｍ左右的六方晶型纳米ＺｎＯ。由激光散射测试结果得知，ＺｎＯ纳米颗粒在水溶液中存在软团聚，团聚体平均尺寸在２５０ｎｍ左右。由电化学性质测定结果可知：纳米ＺｎＯ微粉压制陶瓷的电阻值比常规ＺｎＯ粉末压制的陶瓷高了近一个数量级，介电常数普遍较大，呈现非线性的伏安特性。兰伟等以二水醋酸锌为原料，使用溶胶——凝胶法在硅衬底上旋转涂敷得到ＺｎＯ薄膜，采用傅立叶变换红外光谱和ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析经Ｎ：、空气、０不同气氛４００％退火ＺｎＯ薄膜的成分和结构差异；使用

ZnO半导体纳米材料的研究_图文(精)

ZnO半导体纳米材料的研究目录Abstract： 2Keywords： 3引言 3一、 ZnO纳米材料的概况 41.1 ZnO晶体结构 41.2 ZnO纳米的结构 51.2.1 ZnO纳米棒阵列薄膜的结构与形貌 61.2.2 梳子状ZnO纳米结构 7二、ZnO的制备方法 82.1 热蒸发法 82.2模板辅助生长法 92.3化学气相沉积法 102.4 水热法和溶剂热法 10三、纳米技术的应用 113.1纳米技术在陶瓷领域的应用 113.2纳米技术在化工领域的应用 123.3纳米技术在医学领域 123.4 技术在分子组装方面的应用 133.5 其它 13四、纳米ZnO的前景展望 13参考文献 14摘要:ZnO 纳米材料是至少在一个维度上为纳米尺寸的分子及以其为单元组成的材料。

由于其特殊的结构和性质，这种材料可以作为未来纳米分子电子器件、小分子吸附及储存材料。

本文将从合成、结构、性质、应用等方面，结合最新进展对这一充满活力并有着应用前景的领域作一简要概述。

包括ZnO 纳米材料的基本概念、特性、制备方法、应用以及发展前景等。

关键词：ZnO 纳米材料，制备及合成，性能，应用Abstract ：Keywords ：引言最近十年，具有压电和光电特性的ZnO 材料受到了国内外学术界的广泛关注。

ZnO 是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接宽带隙半导体材料，室温下禁带宽度为3.37eV ，激子束缚能为60meV 。

作为一种多功能氧化物半导体，ZnO 及掺杂ZnO 纳米材料已经成为目前大家研究的热点【1】。

纳米级ZnO 由于粒子尺寸小，比表面积大，具有表面效应、量子尺寸效应和小尺寸效应等，与普通ZnO 相比，表现出许多特殊的性质，如ZnO 具有无毒和非迁移性、荧光性、很高的导电、导热性能和化学稳定性及良好的紫外吸收性能，这一新的物质形态，赋予ZnO 这一古老产品在科技领域许多新的用途。

如：利用ZnO 的体积效应、表面效应和高分散能力，在低温低压下，就可将纳米ZnO 作为陶瓷制品的原料直接使用，生产出外观光亮、质地致密、性能优异的陶瓷制品，并可使陶瓷制品的烧结温度降低400~600℃，简化生产工序，降低能耗。

复合溶剂热法可控合成ZnO半导体纳米材料

且不同形貌产物的生成具有一定的随机性．此，因
限公司）离心分离机（国北京时代北利公司）；中．
ｚ（Ｏ）・Ｈ０、ａＨ、水甲醇和无水乙ｎＮ６ＮＯ无醇均为市售分析纯；自制去离子水．
表征，对不同形貌产物的生长机理进行了讨论．并
１实验部分
１１仪器及试剂．Ｄ８一Ａｖｎｅ型ｘ．线粉末衍射仪（国ｄａｃ射德Ｂｕｅ公司）辐射源为Ｃｒｋｒ，ｕ靶Ｋ仪射线，压４电０
具有非常重要的意义．
迄今为止，人们已经发展了水热／剂热合成溶法、波合成法、ＣＤ法和电化学法等多种合微ＭＯＶ
２Ｖ；Ｑ一００ｋＫ５Ｅ型超声波清洗器（国宁波科生中仪器厂）Ｆ２０；Ａ０４型电子天平（国上海方瑞仪器中有限公司）数控鼓风干燥烘箱（国宁波红菱有；中
ＮＯ首先溶于７５ｍＬ去离子水中，放置５ａＨ．并
ｍｉ；加入７５ｍＬ无水甲醇，温下磁力搅拌３ｎ再．室Ｏｍｉ；ｎ将得到的混合物置于四氟乙烯反应器中，再放入不锈钢反应釜中密封，１０。在２Ｃ下保温１．２ｈ反
的ＺＯ半导体纳米材料（ｎ四脚针状、状和片状）利用Ｘ射线粉末衍射仪（Ｒ和扫描电子显微镜（Ｅ对产物的晶体棒，一ＸＤ）ＳＭ）结构和形貌进行表征．果表明，过简单地改变反应物比例和溶剂，成功地实现ＺＯ纳米材料晶型和形貌的控制合成．结通可ｎ

ZnO纳米材料的制备与应用概况

1.1 纳米材料概述上世纪70年代纳米颗粒材料问世,80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,80年代中期以后,成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点。

纳米材料研究的内涵不断的扩大,从最初的纳米颗粒(纳米晶、纳米相、纳米非晶等以及由它们组成的薄膜与块体,到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料(包括凝胶和气凝胶[1]。

纳米微粒的粒径一般在1~100nm,具有粒子尺寸小、比表面积大、表面原子数多、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大等特点,其组成的材料具有量子尺寸效应、表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应,不同寻常的电学、磁学、光学和化学活性等特性,已在化工、制药、微电子、环境、能源、材料、军事、医学等领域展示了广泛的应用前景[2]。

1.2 氧化锌(ZnO概述氧化锌(ZnO是一种新型无机化工材料,它既是性能优良的压电、热电和铁电材料,同时也是一种新型的宽禁带半导体材料,被广泛应用于橡胶、染料、油墨、涂料、玻璃、压电陶瓷、气体传感器、图像记录材料、光电子及日用化工等领域,特别是纳米ZnO用于毛织物的后整理,使织物具有抗菌除臭、消毒、抗紫外线的功能,国内外在纳米ZnO制备和应用领域的研究正在不断的加强和深化。

目前己经制备出了多种不同形貌的ZnO一维纳米材料,并在激光、场发射、光波导、非线性光学等领域上有了新的用途[3]。

1.2. 1纳米ZnO的性质纳米氧化锌为白色粉末,其粒子尺寸小,比表面积大,因而它具有明显的表面与界面效应、量子尺寸效应、体积效应和宏观量子遂道效应以及高透明度、高分散性等特点,使其在化学、光学、生物和电学等方面表现出许多独特优异的物理和化学性能。

室温下,ZnO禁带宽度约为3.37eV,是一种新型的宽禁带直接带隙化合物半导体材料。

其激子束缚能高达60meV,在室温下不会全部分解,这意味着ZnO光致发光和受激辐射具有较低的闭值,因而更易在室温下实现高效受激发射。

ZnO被认为是一种更合适的用于室温或更高温度下的紫外光发射材料。

纳米氧化锌的制备及应用

纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌（ZnO）是一种重要的二维非金属半导体纳米材料，可应用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器，既可有很好的特性又可在大量生产中实现实际应用。

根据结构形态而定，纳米颗粒形状可分为板条状、线形、长针形、螺旋状、柱状等几种形状。

纳米氧化锌的制备常用的方法包括溶胶—凝胶法和溶胶—冻胶法，这些方法的共同优点是快速，成本低廉，两种获得的结果也比较可靠。

纳米氧化锌在功能材料上应用极为广泛，最突出的应用应该是其生物感应性和光催化的功能。

除此之外，它还可用于光有源器件、电机磁体及水净化行业。

纳米氧化锌还能释放出氧离子，并生成臭氧气体，同时能快速杀灭有害物质馒头，有助于保持室内空气某洁净，也可有效杀灭室内各种有害生物及耐热再生造纸领域的各种有害物质。

纳米氧化锌作为一种功能材料，越来越受到人们的关注和重视，制备出来的 ZnO具有锐利的照明和特殊物理化学功能，它可以用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器等广泛领域。

但是，由于其制备条件较复杂，而且ZnO相对较容易污染，这也成为ZnO纳米技术发展的瓶颈所在，需要进一步改善。

纳米结构ZnO的制备及性能研究

纳米结构ZnO的制备及性能研究一、本文概述氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质，在纳米科技领域引起了广泛的关注。

纳米结构ZnO的制备及性能研究对于推动材料科学、电子学、光电子学、生物医学等多个领域的发展具有重要意义。

本文旨在深入探讨纳米结构ZnO的制备方法、结构特性、以及其在各种应用场景中的性能表现。

本文将概述纳米结构ZnO的基本性质，包括其晶体结构、能带结构、光学特性等。

随后，我们将详细介绍几种常见的纳米结构ZnO制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并对比各种方法的优缺点。

在此基础上，我们将重点关注纳米结构ZnO的性能研究，包括其电学性能、光学性能、光催化性能、以及生物相容性等。

我们将通过实验数据和理论分析，全面揭示纳米结构ZnO的性能特点及其在不同应用场景中的潜在应用价值。

本文还将展望纳米结构ZnO的未来发展趋势，探讨其在新能源、环保、生物医学等领域的应用前景。

我们希望通过本文的研究，能够为纳米结构ZnO的制备和性能优化提供有益的参考，推动其在各个领域的实际应用。

二、ZnO纳米结构的制备方法ZnO纳米结构的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法等。

这些方法的选择取决于所需的ZnO纳米结构的尺寸、形貌、纯度以及应用的特定要求。

物理法：物理法主要包括真空蒸发、溅射、激光脉冲沉积等。

这些方法通常在高温、高真空环境下进行，能够制备出高质量的ZnO纳米结构。

然而，这些方法通常需要昂贵的设备和复杂的操作过程，限制了其在大规模生产中的应用。

化学法：化学法因其设备简单、操作方便、易于大规模生产等优点，在ZnO纳米结构制备中得到了广泛应用。

其中，溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热法和微乳液法等是常用的化学制备方法。

例如，溶胶-凝胶法通过控制溶液中的化学反应，可以制备出具有特定形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。

化学气相沉积法则可以通过调节反应气体的流量、温度和压力等参数，实现ZnO纳米线的可控制备。

制备与合成ZnO纳米材料方法分析

制备与合成ZnO纳米材料方法分析ZnO纳米材料制备工艺与合成技术是其能否取得突破性进展的关键问题，文章综述了制备与合成ZnO纳米材料的几种常用方法：热蒸发法、分子束外延法、射频磁控溅射法、模板法及水热法，并对几种制备方法进行比较。

标签：ZnO纳米材料；热蒸发法；磁控溅射法；水热合成法前言ZnO纳米材料作为近年来倍受瞩目的半导体材料，其制备工艺与合成技术是直接关系ZnO纳米材料在半导体领域能否进一步发展的决定因素，制备方法的不同将会影响到ZnO纳米材料的结构与光、电、磁等性能，因此，探索出制备与合成ZnO纳米材料的方法与手段，成为科学家们关注的焦点，文章将总结ZnO 纳米材料在合成与制备领域中最常用的几种方法。

1 热蒸发法在热蒸发法中，将原料与催化剂的混合物放在高温端进行加热，通过蒸发现象，将原料在高温区受热升华并通入一定流量的气体，气体可将受热蒸汽传送到蒸发反应区，从而在低温区沉积成核，生长出所需的ZnO纳米结构[1]。

对于热蒸发法，锌单质或氧化锌受热分解可作为锌源的主要来源，通常状况下氧化锌的分解温度较高，与其相比，锌的熔点（419℃）与沸点（907℃）较低，因此在低温下，金属锌可成为生长氧化锌纳米材料的理想原料。

由热蒸发法原理，可在管式炉制备ZnO纳米材料，通常用石墨粉作为催化剂，将ZnO与石墨粉1：1混合后作为原料，放置于石英管高温反应区，具体实验过程如下：（1）加热管式炉，先缓慢升至100℃，随后升至所需反应温度。

（2）将衬底放入丙酮和乙醇中分别超声10分钟，清洁石英管，将ZnO和石墨以1：1的比例放入小石英管底部，放置衬底，并将小石英管放入炉内。

（3）缓慢抽取真空，使管内气压稳定到真空范围。

（4）进行蒸发反应，反应时间按生长需要而定。

2 分子束外延法外延制备技术以其独特的生长方法可制备出高性能的氧化锌薄膜，气相外延技术采用不同方法可实现其制备，例如分子束外延法、液相外延法、金属有机物化学气相沉积等技术。

ZnO纳米半导体材料制备

ZnO纳米半导体材料制备摘要本文介绍了ZnO纳米半导体材料的制备方法和应用前景。

首先，阐述了ZnO纳米材料在电子、光电、催化等领域的应用潜力。

其次，介绍了ZnO纳米半导体材料的制备方法，包括溶胶-凝胶法、气-液相法、水热法、物理气相沉积法等。

最后，对制备方法的优缺点进行了评价和比较，并对未来的研究方向提出了展望。

介绍ZnO是一种重要的半导体材料，具有优良的电学、光电性能和生物相容性，是当前非常热门的材料之一。

ZnO纳米材料由于其小尺寸效应、表面活性等特点，其物理、化学、光电等性质都与其宏观材料相比发生了显著变化，因此在电子、光电、催化等领域有着广泛的应用前景。

ZnO纳米材料在电子学中被用作半导体材料，因其能带宽度较大，禁带宽度可达3.37eV，电子传导性能优良，能够制备出高性能的固态器件。

同时，在光电领域中，ZnO纳米材料被广泛应用于荧光显示技术、太阳能电池、探测器和光学传感器等器件中。

ZnO纳米晶还具有良好的光催化性能，可用于水处理、空气净化等领域。

因此，研究ZnO纳米半导体材料的制备方法具有重要意义。

制备方法ZnO纳米半导体材料的制备方法有多种，这里介绍了其中常用的几种方法。

溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是目前制备ZnO纳米材料的常用方法之一。

其基本原理是利用金属有机化合物或无机盐在溶剂中形成均相溶胶，然后将其加热至一定温度下使其凝胶化。

再经过焙烧等处理过程，最终制得ZnO纳米粉末。

具体操作如下：依次将Zn源溶剂中加热至一定温度，得到均匀的溶胶，然后将其放在恒温槽中，将温度升高至一定值，定向形成凝胶，最后通过焙烧处理得到纯净的ZnO纳米粉末。

气-液相法气-液相法是一种通过气态单质还原溶液中的金属离子制备纳米粒子的方法。

在该方法中，先将ZnO粉末放入反应釜中，加入氢氧化钠水溶液并搅拌，同时向反应釜中注入氢气，经过一段时间后过滤，再用浓盐酸处理，即可得到纳米粒子。

水热法水热法是一种通过水热反应制备纳米材料的方法，也是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。

ZnO纳米半导体材料制备

ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体是一种重要的半导体材料，在化学、电子学、材料学等领域有着广泛的应用。

本文主要介绍ZnO纳米半导体材料的制备方法及其应用。

一、ZnO纳米半导体材料制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。

该方法以氧化锌为前驱体，将其以适当的浓度溶解在有机溶剂中，加入表面活性剂后通过水热处理得到ZnO纳米晶粒。

2. 水热法水热法是一种快速简单的制备ZnO纳米半导体材料的方法。

该方法可以通过改变反应物浓度、反应温度和反应时间等条件来控制ZnO纳米晶粒的大小和形状。

3. 热分解法热分解法是一种通过分解金属有机化合物制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以制备高品质的ZnO纳米晶粒，但需要高温下进行反应，操作较为复杂。

4. 气相沉积法气相沉积法是一种将气相反应物在高温下沉积在基底表面上制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以通过控制反应条件来调控ZnO 纳米晶粒的大小和形状。

二、ZnO纳米半导体材料的应用1. 光电器件ZnO纳米半导体材料在太阳能电池、LED等光电器件方面有着广泛的应用。

ZnO纳米材料可以提高器件的光电转换效率、增加光敏度、减少暗电流等。

2. 生物医学领域ZnO纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作抗菌剂、药物传递系统、生物成像等方面。

3. 环境保护ZnO纳米材料在环境保护领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作光催化材料、气体传感器、废水处理等方面。

4. 纳米传感器ZnO纳米材料在纳米传感器领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作气敏材料、湿度传感器等方面。

ZnO纳米半导体材料是一种重要的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。

随着制备技术的不断发展，ZnO纳米材料的性能和应用将会得到更大的提升。

纳米zno 磁

纳米ZnO磁引言纳米ZnO是一种具有广泛应用潜力的半导体材料，其独特的磁性性质使其在磁学领域引起了极大的关注。

本文将深入探讨纳米ZnO的磁性质及其应用，以期对相关研究和应用有更深入的了解。

纳米ZnO的制备方法纳米ZnO可以通过多种方法制备，常见的有物理法、化学法和生物法。

下面将对几种常见的制备方法进行简要介绍。

物理法1.热蒸发法：通过在高温下将金属Zn蒸发，然后在基底上沉积形成纳米ZnO。

2.溅射法：利用高能离子轰击金属Zn目标，将Zn原子扔出并沉积在基底上形成纳米ZnO。

化学法1.水热法：将金属Zn与水和氧化剂在高温高压条件下反应，生成纳米ZnO。

2.水热合成法：将阳离子和阴离子反应生成沉淀，然后通过煅烧得到纳米ZnO。

生物法利用生物模板，如细菌、酵母等，将纳米ZnO沉积在其表面形成纳米结构。

纳米ZnO的磁性质纳米ZnO磁性的产生与其表面缺陷、晶格结构、掺杂等因素密切相关。

下面将从这些方面对纳米ZnO的磁性质进行探讨。

纳米ZnO表面的缺陷对其磁性有着重要影响。

表面缺陷可以提供未配对自旋，从而产生磁性。

例如，氧空位和氧缺陷可以引入未配对自旋，并通过超交换相互作用来决定纳米ZnO的磁性。

晶格结构纳米ZnO的晶体结构也对其磁性质起着重要作用。

晶格缺陷和晶格畸变可以导致自旋偏转和自旋翻转，从而产生磁性。

此外，纳米ZnO的晶粒大小和形状也会影响其磁性。

掺杂通过掺杂一定量的过渡金属、稀土元素等，可以有效改变纳米ZnO的磁性。

例如，Co、Ni等过渡金属的掺杂可以引入自旋极化，从而增强纳米ZnO的磁性。

纳米ZnO的应用纳米ZnO具有独特的磁性质，因此在多个领域有着广泛的应用前景。

磁存储利用纳米ZnO的磁性质，可以实现高密度、高速率的磁存储器件。

纳米ZnO的小尺寸和可调控的磁性使其成为理想的磁存储介质。

磁共振成像纳米ZnO具有优良的磁共振成像性能，可用于生物医学领域的磁共振成像。

其高信噪比和对比度使其成为生物组织的理想成像材料。

《材料科学与工程综合实践》半导体ZnO陶瓷的制备和性能研究

《材料科学与工程综合实践》半导体ZnO陶瓷的制备和性能研究目录一、文献综述---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.1研究背景 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.1.1 氧化锌是什么------------------------------------------------------------------------------------- 11.1.2 研究氧化锌的意义 ------------------------------------------------------------------------------ 11.1.3 氧化锌的晶体结构 ------------------------------------------------------------------------------ 11.2研究现状 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2.1半导体 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2.2半导化 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2.3半导体氧化锌陶瓷的电导率范围 ----------------------------------------------------------- 31.2.4半导化方法----------------------------------------------------------------------------------------- 31.2.5半导体氧化锌陶瓷的现状 --------------------------------------------------------------------- 61.2.6铝掺杂氧化锌的合成及表征 ----------------------------------------- 错误!未定义书签。