氧化锌纳米棒及纳米管阵列薄膜的制备
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. C..Adv.M ater.[J],2002,14(3):215—217[8] Gov ender K .,Boyle D .S .,O ′Brien P .et al ..Adv .M ater .[J ],2002,14(17):1221—1223[9] Boyle D .S .,Govender K .,O ′Brien P ..Ch em .Commun .[J ],2002:80—81[10] Vayss ieres L..Adv.M ater.[J ],2003,15(5):464—466[11] Vayss ieres L.,Ke is K.,Lindquis t S. E.et al ..J .P h ys .Ch em.B[J ],2001,105(17):3350—3352[12] GUO M in(郭 敏),DIAO Peng(刁 鹏),C AI Sheng-M in(蔡生民).Acta P h ys .Chim.Sinica(物理化学学报)[J],2003,19(5):478—481[13] GUO M in (郭 敏),DIAO Peng (刁 鹏),C AI Sh eng -M in (蔡生民).Acta Chim .Sinica (化学学报)[J ],2003,61(8):1165—1168[14] M asas hi Ohyama,Hiromitsu Kozuka,Toshinobu Yoko.Thin Solid Films [J ],1997,306(1):78—85Hydrothermal Preparation of Highly -oriented ZnO Nanorod Array FilmsGUO Min 1,DIAO Peng 2,CAI Sheng -Min1*(1.College of Chemistry and Molecular Engineering ,Peking University ,Beijing 100871,China ;(2.School of Materials Sci ence and Engineering ,Beijing University ofAeronautics and Astronautics ,Beijing 100083,China )Abstract By using a sim ply and low -tem perature hy drothermal method,ZnO nanorod array films with narrow size distribution and high o rientation consistence w ere successfully prepa red o n ITO substrates,w hich w ere pre -treated w ith ZnO colloid solution .The obtained ZnO nanostructure w as characterized by X RD and SEM.The results of characterization indica te that the nanorods are high-quality sing le crystals g row ing along (001)direction with a high consistent orientation perpendicular to the substrate.SEM im-ages show that the nanorods hav e a very narrow size distribution of 20—50nm with the av erag e diameter about 40nm .The room tem perature photoluminescence of the as -prepared ZnO films exhibits a strong UV emission at about 390nm and a w eak emission at about 460nm.The ease of fabrica ting hig h-quality ZnO nanorod arrays in larg e scales will g reatly promo te the fundamental research and practical applications of the o rdered one -dimention ZnO structure in v arious fields of nanoscale science and technolog y .Keywords ZnO;Nanorod array films;Hydro thermal method(Ed.:S,X)347N o.2郭 敏等:水热法制备高度取向的氧化锌纳米棒阵列 。
氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法[发明专利]
![氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ab469e6eb9d528ea81c779f2.png)
专利名称：氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法专利类型：发明专利
发明人：武卫兵,刘宽菲,张楠楠,陈晓东,陈宝龙申请号：CN201310356630.8
申请日：20130816
公开号：CN103397382A
公开日：
20131120
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于半导体薄膜制备技术领域，尤其涉及一种氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法。
本发明的技术方案为：氧化锌纳米棒阵列薄膜的制备方法，包括以下步骤：1）采用高度（001）取向的ZnO作为种子层，将ZnO种子层放入硝酸锌（Zn(NO)）、聚乙烯亚胺（PEI）和六次甲基四胺（HMT）水溶液中外延生长得到（001）择优取向的超长ZnO纳米棒阵列薄膜；2）对薄膜进行快速退火处理，提高ZnO阵列薄膜光致发光性能。
该技术能够实现ZnO纳米棒在高于100℃下的连续生长，高温生长条件改善了纳米棒的结晶质量，内部缺陷明显减少，具有优良的光电性能，更有利于在染料敏化太阳能电池、紫外探测器、场效应晶体管、发光二级管、纳米发电机等光电器件中的应用。
申请人：济南大学
地址：250022 山东省济南市市中区济微路106号
国籍：CN
代理机构：济南日新专利代理事务所
代理人：谢省法
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ZnO纳米棒阵列膜的制备及其光电化学性能研究
列。用 Ｘ 射线衍射仪（ＸＲＤ）、场 发 射 扫 描 电 子 显 微 镜
（ＦＥＳＥＭ）、透射电子显 微 镜 （ＴＥＭ）对 样 品 进 行 表 征。
研究 结 果 表 明 所 制 备 的 ＺｎＯ 纳 米 棒 为 六 方 纤 锌 矿 相
单晶结构，沿ｃ轴择优取向生长，平均直径约为 ４０ｎｍ，
长度约为 ９００ｎｍ；ＺｎＯ 纳 米 棒 阵 列 生 长 致 密，取 向 性
１４７８
２０１１ 年 第 ８ 期 （４２）卷
ＺｎＯ 纳米棒阵列膜的制备及其光电化学性能研究 ＊
王 海 锋１，王 树 林２，蹇 敦 亮２，陈 海 燕１，丁 浩 冉１
（１ 上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 ２０００９３；２ 上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 ２０００９３）
摘 要： 采 用 化 学 溶 液 沉 积 法，在 ＺｎＯ 纳 米 颗 粒 膜 修饰 的 ＦＴＯ 导 电 玻 璃 基 底 上，制 备 了 ＺｎＯ 纳 米 棒 阵
阳极组装成染料 敏 化 太 阳 能 电 池 （ＤＳＳＣ）的Ｉ－Ｖ 特 性 曲线。由填充因子：
关键词： ＺｎＯ 纳米棒阵列；化学溶液沉积；曙红 Ｙ；染
料敏化太阳能电池
中 图 分 类 号 ： Ｏ４７２
文 献 标 识 码 ：Ａ
水热合成法制备ZnO纳米棒有序阵列薄膜
ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ＸＲＤ ，Ｓ ＥＭ ，ＴＥＭ ，ａ ｎ ｄ Ｓ ＡＥＤ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｉ ｎ ｉｌ ｆ ｍｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ ｒ ｏ ｄ ｓ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｚ ｎ Ｏ ｎ ａ ｎ ｏ ｒ ｏ ｄ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｔ ｈ ｉ ｎ ｆ ｉ ｌ ｍｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｚ ｎ Ｏ ｓ ｅ ｅ ｄ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｂ ｙ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：Ｚｎ Ｏ，ｎ ａ ｎ ｏ ｒ ｏ ｄ，ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｆ ｉ ｌ ｍ
氧化锌 （ Ｚ ｎ Ｏ） 是 一种 六角纤 锌矿 结构 的化合 物
半导 体 材 料 ， 室温 下 禁 带 宽度 约 为 ３ ． ３ ７ ｅ Ｖ， 激 子 结 合能约 为 ６ ０ ｍ ｅ Ｖ¨ － ｓ ］ 。此 外 Ｚ ｎ Ｏ 具 有 良好 的化 学
的玻 璃基底 上制备 出 Ｚ ｎ Ｏ纳米棒 有序 阵列 薄膜 。
１ 实验
本 实 验 采 用 分 析 纯 的二 水 醋 酸锌 ［ ｚ ｎ （ Ｃ Ｈ３ Ｃ Ｏ ０） ２・ ２ Ｈ ２ Ｏ］ ， 硝酸锌 ［ Ｚ ｎ Ｎ Ｏ ３・ ６ Ｈ２ Ｏ］ ， 乙
水热合成法制备ZnO纳米棒有序阵列薄膜
收稿日期：2013－01－12*基金项目：浙江省大学生科技创新项目资助（2012Ｒ428009）水热合成法制备ZnO 纳米棒有序阵列薄膜*陶李洋，钟文武，刘彦平，徐佳鑫，唐苑菁，吴严婵，孙佳焕（台州学院物理与电子工程学院，浙江台州318000）摘要：采用水热合成法在预先生长的ZnO 种子层的玻璃衬底上制备出ZnO 纳米棒有序阵列薄膜。
通过X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射分析表明：所制备的薄膜由垂直于ZnO 种子层的纳米棒组成，呈单晶六角纤锌矿ZnO 结构，且沿［001］方向择优生长，纳米棒的平均直径和长度分别为10．0nm 和3．3μm 。
关键词：ZnO ，纳米棒，水热合成，薄膜中图分类号：TB 321Preparation of ZnO Nanorod Ordered ArrayThin Films by Hydrothermal MethodTAO Li-yang ，ZHONG Wen-wu ，LIU Yan-ping ，XU Jia-xing ，TANG Yuan-jing ，WU Yan-chan ，SUN Jia-huan（Department of Physics ，Taizhou University ，Taizhou 318000，Zhejiang ，China ）Abstract ：ZnO nanorod ordered array thin films have been deposited on glass substrate with ZnO seed layer by hydrothermal method．The XＲD ，SEM ，TEM ，and SAED results indicate that the thin films consist of nanorods growth vertically oriented with ZnO seed layer ，and the nanorods with average diameter of 10．0nm and length of 3．3μm consist of single crystalline wurtzite ZnO crystal and growth along ［001］direction．Key words ：ZnO ，nanorod ，hydrothermal method ，film氧化锌（ZnO ）是一种六角纤锌矿结构的化合物半导体材料，室温下禁带宽度约为3．37eV ，激子结合能约为60meV［1－3］。
ZnO纳米棒阵列的制备和光发射开题报告
ZnO纳米棒阵列的制备和光发射开题报告1. 研究背景在当今材料科学研究领域中，纳米技术受到越来越多的关注。
纳米科学的研究不仅能有效创造新的材料，也可以提高老材料的性能。
其中，纳米棒阵列具有独特的物理和化学性质，因此受到了广泛的研究兴趣。
特别是ZnO纳米棒阵列的制备和应用已成为研究热点。
ZnO纳米棒阵列具有很多优良的特性，包括高表面积、高比表面积、良好的光学、电学、磁学性质和优异的生物相容性等。
由于这些优异的特性，ZnO纳米棒阵列被广泛应用于能源、环保、信息、生物医药等领域。
2. 研究内容本文将研究制备ZnO纳米棒阵列的方法，以及分析其光发射性质。
具体包括以下内容：（1）ZnO纳米棒阵列的制备方法；（2）ZnO纳米棒阵列的物理化学性质研究；（3）对ZnO纳米棒阵列的光发射特性进行表征。
3. 研究方法与技术路线（1）制备方法：采用水溶液法制备ZnO纳米棒阵列。
通过合理调节实验条件，得到纵向定向生长的ZnO纳米棒阵列。
（2）物理化学性质研究：采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射谱（XRD）等技术手段对样品进行表征，分析ZnO纳米棒阵列的物理和化学性质。
（3）光发射特性研究：采用荧光光谱仪研究ZnO纳米棒阵列的荧光发射谱和紫外-可见吸收光谱。
同时，观察样品的发光强度随电势变化的变化情况，分析ZnO纳米棒阵列的光发射机制。
4. 预期结果通过本次研究，预计可以得到如下结果：（1）成功制备纵向定向生长的ZnO纳米棒阵列；（2）分析研究ZnO纳米棒阵列的物理化学性质；（3）研究分析ZnO纳米棒阵列的光发射机制和性质。
5. 研究意义（1）本研究对于深入了解ZnO纳米棒阵列的性质和应用具有重要意义；（2）通过制备ZnO纳米棒阵列，为其在能源转换、生物医学、光电子、烤漆等领域的应用提供重要基础；（3）研究结果为ZnO纳米棒阵列的应用提供了重要的理论和实验基础。
氧化锌纳米棒及纳米管阵列薄膜的制备
氧化锌纳米棒及纳米管阵列薄膜的制备程磊;江常龙【摘要】采用水溶液法在ITO玻璃上电沉积了高度取向的ZnO纳米棒阵列,并通过碱液化学浸蚀法获得了ZnO纳米管.分别探讨温度及沉积时间对ZnO纳米棒阵列薄膜沉积的影响,和温度及浸蚀时间对浸蚀ZnO纳米管阵列薄膜的影响,采用SEM测试方法分析了ZnO纳米管阵列薄膜的最终形态.【期刊名称】《中国陶瓷工业》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】3页(P13-15)【关键词】ZnO;纳米棒;纳米管;水溶液法;浸蚀【作者】程磊;江常龙【作者单位】景德镇陶瓷学院科研处,江西景德镇333403;景德镇陶瓷学院科研处,江西景德镇333403【正文语种】中文【中图分类】TQ174.750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，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（ZnO）是一种独特的材料，具有半导体、压电、光电、焦热电、透明导电、气敏、压敏等多重特性。
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ZnO纳米材料的制备及其相关技术研究已成为ZnO研究中一个新的方向。
研究表明，ZnO纳米棒、ZnO纳米管等较零维纳米材料显示出了较高的熔点和热稳定性，低的电子诱生缺陷及良好的机电耦合性能等特点。
一维ZnO纳米材料在太阳能电池中如果用于做工作电极，有利于电子的传输，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。
一种氧化锌纳米棒薄膜的制备方法
一种氧化锌纳米棒薄膜的制备方法
佚名
【期刊名称】《无机盐工业》
【年(卷),期】2012(44)11
【摘要】本发明公布了一种氧化锌纳米棒薄膜的制备方法．其主要制备步骤为：1）在一个基底板上合成多晶体（粒径为1-100nm）的氧化锌籽晶层；2）制备氧化
锌纳米棒薄膜生长溶液（浓度为0．001-0．1mol／L且含有六亚甲基四胺的锌离子溶液），在50～100℃、0．5～10h的条件下，可以得到氧化锌晶体柱状层。
【总页数】1页(P11-11)
【关键词】氧化锌纳米棒;制备方法;薄膜生长;六亚甲基四胺;离子溶液;氧化锌晶体;
制备步骤;籽晶层
【正文语种】中文
【中图分类】TQ226.31
【相关文献】
1.氧化锌纳米棒及纳米管阵列薄膜的制备 [J], 程磊;江常龙
2.无催化脉冲激光沉积方法制备氧化锌纳米棒阵列 [J], 张凤;张喜林
3.一种在固体基底上制备高度取向氧化锌纳米棒的新方法 [J], 郭敏;刁鹏;蔡生民
4.一种制备凹凸棒土／氧化锌纳米复合材料的方法 [J],
5.一种氧化锌纳米棒及制备方法和应用 [J],
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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
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
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 ／
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 ，
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
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
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 终 形 态 。 Ｅ ｎ
关键词 Ｚ Ｏ； ｎ 纳米棒 ； 纳米管 ； 水溶液 法； 浸蚀
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
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
（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
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