一维纳米结构材料的合成及其光致发光特性的研究

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1、摘要一维纳米结构材料在基础科学研究和潜在的技术应用方面都非常重要，探索和发展有效合成这些一维纳米结构材料的方法是纳米材料科学研究的基础。本学位论文通过采用几种制备方法，包括单一的热蒸发法、气～固反应法，以及二步法(气．固反应法和热蒸发法相结合的方式)、电化学沉积法和室温硫化法联合使用，制备了几种新型的一维纳米结构材料，包括“毛刺状”铜硫化物纳米线阵列、掺锑氧化锌纳米线等，并且对其微观结构进行了详细分析，同时研究了它们的光致发光特性。本论文的主要研究内容包括以下几方面：1．采用电化学沉积法在纳米多孔模板内制备了有序排列的铜纳米线阵列，经过气一固反应法(室温硫化)处理，合成出～种新型的“毛

2、刺状”纳米结构的铜硫化物纳米线阵列。对比研究了不同电化学沉积方式(脉冲法和恒压法)所制备的铜纳米线在硫化后的差别，发现脉冲法沉积的铜纳米线硫化后，新生成的纳米线直径和长度都更均匀。同时研究了硫化气氛对铜硫化物纳米线阵列生长的影响，发现在纯硫化氢气氛中比混合气氛(硫化氢、氧气和水汽等)的硫化效果更好，铜纳米线直径在硫化前后变化较小，并且都会形成“毛刺状”铜硫化物纳米结构。铜硫化物纳米线阵列的光致发光谱表明其具有紫外发光峰(366nm)和蓝光发光峰(467nm)。2．采用热蒸发法，高温下直接蒸发锌和锑的混合粉未，合成了掺锑氧化锌纳米线。纳米线平均长度约29m，平均直径约200nm。对比研究

3、了不同衬底和不同温度对纳米线生长的影响，发现掺锑氧化锌纳米线易于在A1203陶瓷片衬底上生长，最佳生长温度为700℃。同时研究了掺锑氧化锌纳米线的光致发光特性，发现其具有381rim的本征发射峰和450—500rim的蓝绿光带发射峰，而且蓝绿光带发射峰的峰值比本征发射峰更强。3．采用二步法(气一固反应法和热蒸发法相结合的方式)，尝试合成铜锌氧化物纳米线。首先在600。C时用气．固反应法合成了长约29m，平均直径约150rim的氧化铜纳米线，再以此氧化铜纳米线为衬底，通过热蒸发锌粉，获得了不同形貌的铜锌氧化物纳米线，有花簇状、棒状、钉子状等。研究还发现氧气含量和温度对纳米线的形貌影响较大

4、，氧气含量越少，温度越高，纳米线的直径越小。在对广东工业大学工学硕士学位论文纳米线的光致发光测试中，发现热蒸发锌后得到的铜锌氧化物纳米线具有蓝绿光发射峰(450．500nm)和紫外发射峰(380nto)，其中蓝绿光发射峰明显宽化。关键词：气一固反应法，热蒸发法，“毛刺状”铜硫化物纳米线阵列，掺锑氧化锌纳米线，光致发光ABSTRACTResearchonone—dimensionalnanostructurehasbeenoneofthemostimportantfieldsandfocusofnanomaterialsbecauseofthekcontributiontotheunde

5、rstandingofthebasicconceptsandpotentialtechnologicalapplications．Thesuccessfulsynthesesofone—dimensionnanomaterialsarethefoundationtoresearchonthepropertiesofone—dimensionnanomaterials．wefocusedonthesynthesisofone-dimensionnanostmctures(pficklycoppersulfidenanowiresarrays，ZnO：Shnanow谙eset．a1)，wo

6、rksandnewfindingsinthesynthesisofquasi-onedimensionalnanostructureandtheirphotoluminescencepropertyarestudied，whichmainlyinclude：1．Novelpricklycoppersulfidenanowiresarrayshavebeenfabricatedbyroom-temperaturevulcmfisingcoppernanowkesarraywhichhavebeenfabricatedbyelectrochemicaldepositioninAAOtemp

7、late。Contrastcoppernanowkesarraysmadebydifferentelectrochemicaldepositionways(impulsionwayandconstantvoltageway)aftersulfuration，itisfoundthedimensionofnanowiresdepositedbyimpulsionwayismoreuniform；Contrastcoppernanowkesarra