基于氧化锌量子点的纳米复合材料研究进展

定性 好 ， 毒性低 ， 形 貌 丰 富 且 易 于调 控 ， 在 材 料 学
领域 有着 很 大 的潜 力 ， 相关 Ｚ ｎ Ｏ材 料 的研 究 已成
图１ 氧化锌晶体中晶胞单元结构示意 图
Ｆｉ ｇ ．１ Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｄ ｉ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｃ ｅ ｌ ｌ ｕｎ ｉ ｔ ｉ ｎ Ｚｎ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ
法， 介 绍 了列举 了各 种 不 同修 饰 方 法对氧 化锌 材料 的优 缺 点 ， 最后 氧化锌 材料 的特 殊 结构 产 生的几 方 面
领 域 的应 用 。
关键词
氧化 锌
纳米
复合 材料
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ６ ２ ９ ４ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ ０ ２
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｍｏ ｒ ｐ ｈｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｚ ｎＯ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ ｄ ｏ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ — ｅ ｔ ｉ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄｓ ｔ ｏ ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ＺｎＯ ｎ ａ ｎｏ － ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍｍａ ｔ ｉ ｚ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｍｅ ｔ ｈ－ ｏ ｄ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ． Ａｔ ｌ ａ ｓ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｚ ｎＯ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｚ ｉ ｎ ｃ Ｏｘ ｉ ｄ ｅ； ｎａ ｎ ｏ； ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ
６
塑 料 助 剂
２ ０ １ ７年 第 １期 （ 总第 １ ２ １期 ）
基于 氧 化 锌 量 子 点 的纳 米复 合材 料研 究 进 展
曾 秀妮 王 晓 燕
（ 国家知识产 权局专利局 ，北京 ，１ ０ ０ ０ ８ ８ ）
摘
要
介 绍 了氧 化锌 量子 点 的纳 米结 构及 各种 形 貌 ， 归 纳 了 目前 制备 氧 化 锌 纳 米材 料 的 多种 方
Ｚ ｎ Ｏ螺 旋结 构 ， 并 以此为基 础 ， 创造 性 地发 明了 纳 米发 电机 ， 并 开 拓 出 了 一 个 崭新 的 学 科— —纳 米 压 电学 ｌ Ｌ ３ ｊ 。 近年来 ， 随着 纳 米 技 术 与 纳 米 材 料 科 学 的发展 ， Ｚ ｎ Ｏ纳 米 材 料 也 引起 了科 学 家 的 广 泛 关 注 。由于 Ｚ ｎ Ｏ具 有 优 良的 物 理 、 化 学性质 ， 稳
为 光 电领 域 国际前沿 课题 中的热 点 。
Ｚ ｎ Ｏ是 目前 所有 纳米 材料 中结 构最 为 多样 的 材 料 。由于 Ｚ ｎ Ｏ的晶体结构 中， 既具有极 性面 ，
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６—０ ５—３ ０
ｚ ｎ原 子 面带 正 电荷 ， Ｏ原子面带负 电荷 ， 相 反 电
（ Ｐ ａ ｔ ｅ ｎ ｔ Ｏ ｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ Ｏ ｆ ｉ ｆ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ， １ ０ ０ ０ ８ ８ ）
３ ． ３ ７ ｅ Ｖ， 激子束缚 能 ６ ０ ｍ ｅ Ｖ， 是 典 型 的 直 接 带 隙 宽 带半 导体 ， 在其 晶体 的结 构 中每一 个 ｚ ｎ原 子 与
四个 氧原 子 按 四面 体 排 布 ， 氧 化 锌 晶 体 中晶胞 单
元如图 １ 所示 。
等首 次 获 得 了具 有 压 电 效 应 的 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米 环 和
Ａｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｎ ａ ｎ ｏ － ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｚ ｎ Ｏ Ｑｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ Ｄ ｏ ｔ ｓ
Ｚｅ ｎ ｇ Ｘｉ ｕ ｎ ｉ Ｗａ ｎｇ Ｘｉ ａ ｏ ｙ ａ ｎ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 氧 化 锌 的结 构 及 形 貌
氧化 锌是 一 种 宽禁 带半 导 体 材 料 ， 氧化 锌 的 结构 为 六 方 晶 系 结 构 ， 室 温 下 的 禁 带 宽 度 为
子 束外 延 技 术 在 蓝 宝 石 基 片 上 得 到 了蜂 窝 状 的
Ｚ ｎ Ｏ薄膜 ， 并 实现 了 Ｚ ｎ Ｏ光 泵 浦 条 件 下 的室 温 紫 外 受激 发光 以来 ， 国际 上掀 起 了 Ｚ ｎ Ｏ材 料 的研 究 热 潮 。Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ上专 门发 表 了评 论 员 文章 ， 对 于 上述研 究 成果 给予 了高 度评 价 。２ ０ ０ ４年 ， 王 中林
氧化锌 （ Ｚ ｎ Ｏ） 半 导 体 的材 料 的研 究 始 于 ２ Ｏ 世纪 ３ ０年 代 … ， 随 后 的若 干 年 ， 科 学 家 们 对 于 Ｚ ｎ Ｏ的研 究 主要 集 中体 现材 料 的制 备 、 掺 杂 等 方
面 。随着 ２ ０世纪 末 ， 日本 和 香港 的科 学 家利用 分
第 １ 期
曾秀妮 ． 等． 基于氧化锌量 子点 的纳 米复合材 料研 究进 展