zno纳米材料的制备及其微波介电性能的研究

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1、西北工业大学硕十学伊论文摘要znO是新一代宽禁带、直接带隙的多功能II．Ⅵ族半导体材料。zIlO纳米材料在光电器件、表面声波和压电材料、场发射器件、传感器、紫外激光器、太阳电池等方面均具有广泛的应用前景。而掺Al氧化锌与目前普遍应用的导电粉体相比，不但具有良好的导电性能和光学性能，还具有原料易得、成本低廉的优点，随着科学技术的进一步发展，掺铝氧化锌在光、电、磁、敏感方面将会有越来越广泛的应用，将普遍应用于人们的生活和社会生产。论文研究了以硝酸锌、硝酸铝和尿素为原料，采用均匀沉淀法制备出纳米氧化锌粉体及越掺杂量不同的zA0粉体，分析了反应温度、反应物

2、配比、浓度以及热处理制度对所得氧化锌粉体形貌、粒径和介电性能的影响；同时还分析了Al掺杂量、热处理温度及热处理时间对zAO产物介电性能的影响。研究结果表明：(1)反应温度较高时，有利于形成粒径较小的zll0粉体；尿素与zn2+物质的量比越大，过饱和度越大，越有利于形成粒径小的沉淀；反应物浓度的降低对纳米zn0的粒径几乎无影响，但粒子间的团聚状态有所改善；经600℃热处理后的znO粉体粒径较小，分布更为均匀，晶体颗粒结晶性能好。(2)zn0粉体的复介电常数会随着反应温度的降低而降低；随硝酸锌与尿素配比的减小而增大；经热处理后的粉体复介电常数实部、虚部

3、有所提高，这主要是由于温度较高时，粉体颗粒粒径小且均匀，粉体表面晶格缺陷较多。(3)在zIlO制备过程中添加～元素对粉体颗粒形貌有很大影响，随着A1元素掺杂量的增加，zAO微粒接近准球形，颗粒粒径也变小；同时随着热处理温度的升高及时问的延长，粉体颗粒粒径增大，分布逐渐均匀且形状变规则，这与zn0实验条件下形核、长大及A13+的掺杂有关。(4)随着舢元素掺杂量的增加，zA0粉体与石蜡复合体的复介电常数的实部和虚部逐步增大，但是当掺入到一定程度时，趋向于饱和，复介电常数将不再增大。(5)随热处理温度升高以及热处理时间的延长，zA0粉体介电常数的实部￡’

4、、虚部e～和介电损耗角正切t96均减小，这与热处理温度和时间对粉体晶格缺陷的影响有关。关键词：纳米znOZA0粉体均匀沉淀法形貌介电性能ABSTRACTzIl0isanewgcnerationalmultifIlnctionalII一Ⅵcompoundsemiconductorwimawide卸ddirectb粕dgap．zllOnanostructurcsshow孕eatpromisingapplicationsinopto-electricdeviccs，蛐rfaccacousticwavedevices，piezoelectricjtymat

5、erial，丘eldeInitte培，scnso硌，ultmviolctL皓e塔，sol盯cells柚dsoon．ComparedwithOtherde硎ccondudi∞powde硌，Al-dopedzn0notolllyh弱tllefiIleelectricconducti∞fIlndion锄dopticalquality'butaIsoh鹤abund弛talldcheapmwmaterials．WiIhthed“el叩mentofsciencc锄dtechnolOgy，Al—dopedznOwillfindbroadcfapplicatio惦

6、．111thedissenati∞，nanometerzIl0锄dZAOpowde培wcresynmesizedbyhomogencousmethod劬mzII(N03)2，Al(N03)3卸dcarb锄ide，fespcctively．neillfluencc0frcacti彻temperatllfe，mixturcratioofrawmaterialsandheat．tfcatmenttemperatllreOnpartideshape，sizealldtlledielectricpropenyOfzIIOpowdersw够inVestigat

7、ed．11leinnuenccOfAl·dopedconcen仃ation，heat一骶atInenttcmperaturc翘dheat-trcatmenttime0ndielectricproperties0fZAOpo、vderswefcaIsoinvestigatedatthes锄etime．nercsultsshowmatthesizeOfznOpowdcrsdccreasedwiththeincreaSingoftemperature，molratioofcarbamideandZnz+勰ddegrceOfsupersaturatioⅡ．

8、Thereac恤ⅡtsconccⅡtrationh勰noeffectonmegfainsizc，buttIIedisper