氧化锌纳米棒及纳米管阵列薄膜的制备

为 了研 究反 应时间对 Ｚ Ｏ纳米棒 阵列形貌的影响 ， ｎ 我们 保持 Ｚ （ ）＂１ ０和 Ｈ ｎＮＯ ３６ｔ － ２ ＭＴ的浓度均为 １： ， ２ 分别观察反应
时 间为 ２５ 、ｈ ７５ ． ５ 、． ｈ ｈ时 Ｚ Ｏ纳 米棒 阵列垂 直面和 侧面 的形 ｎ
貌， 可以得 出 ， 着反应时 间的延 长 ， ｎ 随 Ｚ Ｏ纳米 棒长度逐渐增
沉积了高度取向的 Ｚ Ｏ纳米 棒阵列 ， ｎ 并通过碱液化 学浸蚀法 获得 了 Ｚ Ｏ纳米管。 ｎ
１ 实验 部 分
收稿 日 ： ００ １— ９ 期 ２１－２ ０
通信联系人 ： 磊 ， － ａ ：ｈｎ ｌ ６ ＠１ ３ ｏ 程 Ｅ ｍ ｉ ｃ ｅｇｅ ９ ６ ． ｍ ｌ ｉ ｔ
均匀 ， 长度基本一致 。在 ＩＯ基 底上 形成了长柱形 Ｚ Ｏ纳米 Ｔ ｎ 棒阵列薄膜 ， 图 １所 示。纳米 棒直径 约 ６ ～ ０ ｎ 长度约 如 ０ １０ ｍ， ５ Ｏｍ， ０ ｈ 纳米棒均匀分布 、 排列紧 密 ， ４ 约 ０根 ／ｍ Ｉ 。纳米棒顶 ｘ 端不是六方 晶形状 ， 而短柱形 Ｚ Ｏ纳米 棒阵列薄膜 中纳米棒 ｎ
在纳米管 中运动受到限制 ， 表现 出典型 的量子限域效应 。 在 纳米材料 中 ， 氧化锌 （ｎ ） Ｚ Ｏ 是一种 独特 的材料 ， 半 具有
导体 、 电、 电、 压 光 焦热 电、 透明导 电 、 气敏 、 敏等多 重特 性 。 压
２ 结 果 与 讨 论
２１ 温度对 Ｚ Ｏ纳米棒 阵列薄膜 沉积 的影 响 ． ｎ 本实验选取 室温 、０ ９ ｏ １ ０Ｃ ６ ℃、ＯＣ、０ ｏ在水 浴条件下进行实
验。 实验结果显示 ， 在相同的时间 内， 薄膜在室温 、０ ６ ℃两个温
随着宽带隙半导体物理 的发展 和纳米科学技术带来 的材料性 能 的奇特变化 ， 一维 Ｚ Ｏ纳米材料的制备及其相关技术研 究 ｎ 已成 为 Ｚ Ｏ研 究 中一 个新 的方 向 。研 究表 明 ， ｎ ｎ Ｚ Ｏ纳米 棒 、 Ｚ Ｏ纳米管 等较零维纳米材料显示 出了较高 的熔 点和 热稳定 ｎ 性 ，低的电子诱生缺陷及 良好 的机 电耦合性能等特点 。一 维 Ｚ Ｏ纳米材料在太阳能 电池 中如果用于做工作 电极 ，有 利于 ｎ 电子的传输 ， 减少了 电子与界面的复合 ， 提高 了总效率 。结 构 的有序导致了电子 的传输有序 、 整体构 型的有序 ， 因此 可以实 现在宏观力场作用下 ， 实现 自组装 ， 制成特殊的器件。 由上可知 ， ｎ Ｚ Ｏ纳米棒 ， 管有许多优 异特性 ， 有着广泛 的 应用前 景 ， 其研究也有着 重要 的意义 。 次试 验以一种 简单 的 本 电化学沉积法， 在三 电极化学 池 中， 以硝酸 锌和六次 甲基四胺 的混合水溶液作为 电沉积液， 采用水 溶液法在 Ｉ Ｏ玻 璃上 电 Ｔ
中国陶瓷工业 ２１ ０ １年 ４月 第 １ ８卷第 ２期
ＣＨ Ｊ ＣＥＲＡＭ Ｉ ＮＡ Ｊ ＮＤＵ Ｃ ＳＴ只Ｙ
Ａｐ ． ０１ Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ２ ｒ２ １ １１ ． ．
文章 编 号 ：０６ ２７ （０ ）２ ０ １ — ３ １０ — ８ ４ ２ １ ０ — ０ ３ ０ １
百度文库
长， 但是直径变化不 明显 。 当反应时间达到和超过 ６ 时 ，ｎ ｂ ＺＯ 纳米棒高度生长缓 漫 。而且在 反应时 问为 ７ ｈ时 ， 的长度 ． ５ 棒 己明显不一样 ， 这有可能是 由于随反应时 间的加长 ， 反应物浓
度逐步减小的原 因。在 １ ｈ ， ０ 时 纳米棒长度在 １ｍ左右 ， 直径
氧化锌纳米棒及纳米管阵列薄膜 的制备
程 磊 江 常龙
（ 德镇 陶瓷 学 院科研 处 ， 景 江西 景德 镇 ３ ３ ０ ） ３ ４ ３
摘 要 采用水溶液法在 ＩＯ 玻璃上 电沉积 了高度取 向的 Ｚ Ｏ 纳米棒阵列 ， Ｔ ｎ 并通过碱液化 学浸蚀 法获得 了 Ｚ Ｏ 纳米管。分 别 ｎ
（ｃｎ ｉｇｄ ｃ ｏ ｉｒｓｏ ｅ Ｓ Ｍ） Ｓ ａｎｎ ｅ￣ ｎｍ ｃｏｃｐ ，Ｅ 对样品测试。
主要是 由于一维纳米材料具有 以下特点 ： ①高 的比表面 积 ； ②
结构均一 ； ③缺陷少 。 一维纳米材料 良好 的几何特性被认为是 定 向电子传播的理想材料 。这时 由于作为 电子传播材料 电子
中 图分 类 号 ： Ｑ１ ４７ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ７． ５ Ａ
０ 前 言
纳米科学技术在纳米尺度 内通过对物质反应 、传输和转 变的控制来 创造新材料 、开发器件及 充分利用它们的特殊性 能， 并且探索在 纳米 尺度 内物质运动 的新现 象和新规律 。 它带
来了特殊而又令人着迷的性质和优 于体 相材 料的用途 ，故 引 起了人们极大的兴趣。 近年来一维纳米材料之所以蓬勃发 展 ，
本实验 采用一种简 单的 电化 学沉 积法， 通过调节 电化学 参数简单地控制膜 厚和形貌， 在三 电极化 学池 中， 以硝酸锌和 六次 甲基四胺的混合水 溶液作 为 电沉 积液， 制备高质量 的半 导体 Ｚ Ｏ纳米 棒阵列薄膜 。再以 ＫＯ ｎ Ｈ对其浸蚀获得纳米 管 阵列薄膜 。实验所用原料有： ｎ ＮＯ ） ００ｍｏ／ ， Ｚ （ （．５ ｌ 六次甲基 Ｌ） 四胺（ ． ｌ ）ＫＯ ０１ ／ ， Ｈ溶液 （．ｍｏ Ｌ） ｍｏ Ｌ Ｏ１ ｌ 。采用扫描电子显微镜 ／
度 时生长得较 慢 ，０ ｏ １０ Ｃ时纳米棒 阵列生长过快 ， 布不均匀 、 分 排列不够紧密 ， 因此 ， 纳米棒形貌不 易控制 。而在 ８ ℃左右时 Ｏ 纳米棒阵列 的生长速率适 中 ， 膜厚度均一 ， 分布均匀 。故选取
８ ℃为最佳沉积温度 。 Ｏ ２２ 沉积 时间对 Ｚ Ｏ纳米棒 阵列薄膜沉积的影响 ． ｎ
探讨温度及 沉积 时间对 Ｚ Ｏ 纳米棒阵列薄膜沉积的影响， ｎ 和温度 及浸蚀 时间对浸蚀 Ｚ Ｏ 纳米管 阵列薄膜的影响 ， 用 ｎ 采
Ｓ Ｍ 测 试 方 法分 析 了 Ｚ Ｏ 纳 米 管 阵 列 薄 膜 的 最 终 形 态 。 Ｅ ｎ
关键词 Ｚ Ｏ； ｎ 纳米棒 ； 纳米管 ； 水溶液 法； 浸蚀