摘要：氧化锌(ZnO)是一种常见的宽禁带(ΔEg = 3。7 eV)半导体材料，具有良好的光、电性能，在太阳能电池、紫外激光器、发光二极管、传感器、平板显示器、纳米发电机等方面具有广阔的应用前景。本文主要通过液相合成法，合成大量具有发光性能的ZnO纳米棒。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)对其形貌、结构和发光性能进行了表征。实验表明，通过改变溶剂的组分的比例，可以实现对氧化锌纳米棒的生长方向的控制，从而得到不同长度的氧化锌纳米棒；另外，在紫外光的激发下，稀土离子Eu3+掺杂的ZnO纳米棒红光发射。83748

毕业论文关键词：氧化锌；纳米棒；Eu-掺杂；晶体生长；发光

Fabrication and Luminescence Properties of ZnO Nanomaterials

Abstract: Zinc oxide (ZnO), a wide-band semiconductor (ΔEg=3。37 eV) material, due to its unique optical, electrical properties, could have novel applications in solar cells, ultraviolet lasers, light-emitting diodes, sensors, flat panel displays, nano-generators, etc。 In this paper, luminescent single-crystal ZnO nanorods have been synthesized in large-scale via liquid phase synthetic method。 SEM, XRD, TEM and PL spectrum were used to investigate the morphology, structure and luminescent properties。 It indicates that the controlled growth of these nanorods along the direction and with the different length is realized through altering the solvents composition。 Another, ZnO nanorods doped with Eu3+ exhibit red emission under the excitation of UV light。

Key words: ZnO; Nanorods; Eu-doped; Crystal growth; Luminescence

目    录

摘要 1

引言 1

1。纳米材料简介 2

2。氧化锌纳米材料的合成方法 3

    2。1沉淀法 4

    2。2水热合成法 4

    2。3溶胶--凝胶法 4

3。氧化锌纳米棒的表征及发光性能 5

    3。1 氧化锌纳米棒的表征 5

    3。2 氧化锌纳米棒的发光性能 7

4。结束语 8

参考文献 8

致谢 9

氧化锌纳米材料的制备及发光性能研究引言

氧化锌纳米材料在光电催化方面有着非常重要和广泛的应用，这其中一方面因为氧化锌是一种直接带间隙的半导体材料(氧化锌纳米材料的带隙宽度能够达到3。37ev)[1]。另外一方面，在激子束缚这一方面进行比较的话，氧化锌比GaN和ZnSe的激子束缚能力强的多(ZnO为60 meV，GaN为25 meV，ZnSe为22 meV)，这就直接导致了氧化锌材料可以在有效的在室温的环境下产生激子发射。因为纳米结构的ZnO材料在光、电、声这几方面具有一些特殊的性能，所以氧化锌材料在太阳能电池紫外激光器、发光二极管、平板显示器等方面具有非常广泛的应用[1-3]。怎样才能控制好氧化锌纳米材料的生长形态，尺寸的大小和生长的结构，一直是一个热门的科学研究领域。最近，基于稀土离子掺杂ZnO纳米材料在基础研究及应用方面的潜在价值，对于氧化锌纳米材料的研究在这些年的材料的研究中吸引了很多研究人员的目光，研究人员更加的关注这一特殊的材料。在已经发现的众多的稀土离子当中，Eu3+离子是其中最具有代表性的一种稀土离子，这主要是其发红光的特性而使它在发光器件中有着潜在的应用价值[4]。另外，Eu3+离子对位置的对称性和键间距亦非常敏感，这一点可从其发射光谱中看出，因此，Eu3+离子可作为探测结构的探针[5]。在本文中，用去离子水和一缩二乙二醇(DEG)作为溶剂，合成了大量单晶ZnO纳米棒，通过改变溶剂的组分，ZnO纳米棒的生长方向被控制，不同长度的ZnO纳米棒被合成；纯的ZnO纳米棒及稀土离子Eu掺杂的ZnO纳米棒的荧光特性被深入研究。论文网