氧化锌及其杂化薄膜的制备与性能

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1、上海交通大学硕士学位论文氧化锌及其杂化薄膜的制备与性能姓名：董宇雯申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘燕刚20070108上海交通大学硕士学位论文氧化锌及其杂化薄膜的制备与性能摘要纳米氧化锌是一种新型的功能材料，在磁、光、电、敏感、紫外线屏蔽等方面具有普通氧化锌产品所不具备的特殊性能和用途，目前，纳米氧化锌的制备方法很多，就制备工艺过程而言，有一步法和二步法。在二步法中，原料与反应条件的不同，可以制得不同种类和性质的前驱物，前驱物的种类、性质以及第二步的反应条件等因素对纳米氧化锌的性质均会产生很

2、大影响，并决定着整个工艺过程的投资与产品成本。本文采用新型简单的二步法，即溶胶凝胶法-化学溶液沉积法来制备氧化锌薄膜。首先以醋酸锌为反应试剂、异丙醇为溶剂、二乙醇胺为稳定剂，应用溶胶凝胶法制备出前驱物氧化锌种子层，进而再应用化学溶液沉积法，以氯化锌、六亚甲基四胺、氨水为反应物制备出氧化锌薄膜。借助SEM、XRD、UV-VIS等测试手段，对前驱物和氧化锌薄膜进行了检测，确定了制备氧化锌的适宜工艺流程和相应的工艺参数，从中寻求一种简单有效、重复性好的制备工艺。并在此研究基础上，又制备了氧化锌/汞溴红杂化薄膜

3、。实验结果表明：不论基底是载玻片还是ITO,当它经过预处理形成前驱物之后，都将会有利于氧化锌的生长，且结晶性得到很大的改善。同时，在反应体系中，氨水起着较为积极的作用，且不能由过量的六亚甲基四胺来取代。沉积温度和时间对于氧化锌形貌没有很大的改变，但是会影响到薄膜的均匀程度和结晶性能，同时后者还将对氧化锌纳米柱的长度起明显的作用。在第二步反应体系中，2+-Zn的浓度对于氧化锌的形貌不起任何作用，相反，Cl的浓度对于氧化锌的形貌和结晶取向有一定的影响。在制备氧化锌/汞溴红杂化薄膜中发现，对薄膜表面均匀程度起

4、较大作用的是ZnCl2浓度，而对薄膜的形貌和结晶取向产生影响的是染料浓度以及沉积时间。关键字：氧化锌，溶胶凝胶法，化学溶液沉积法-1-上海交通大学硕士学位论文ThePreparationandthePerformanceStudyoftheZincOxideFilmsandItsHybridFilmsAbstractZincoxideinnano-sizeisanovelkindoffunctionalmaterial,whichcanbeextensivelyusedforavarietyofappl

5、icationsinmagnetic,optical,electricalandotherfields.Nowadays,therearemanymethodstopreparethezincoxide.Asforthepreparingprocess,itcanbedividedintoone-stepmethodandtwo-stepmethod.Intwo-stepmethod,therawmaterialsandthepreparingconditionswillleadtothediffere

6、ntkindsofprecursors.Theperformanceoftheprecursorsandtheprocessconditionsinthesecond-stepreactionwilleventuallyhaveagreateffectonthemorphology,crystallinestructureandtheperformanceofthezincoxide.Thenovelandsimpletwo-stepmethodwasusedinthisthesistopreparet

7、hezincoxidefilms.Thezincacetatewasthestartingmaterial,alcoholwasthesolventandDEAwasthestabilizer.Thezincoxideseedlayerastheprecursorwaspreparedinsol-gelmethod.ThenZnCl2，HMTA，ammoniawasusedtosynthesizethezincoxidefilmsinchemicalsolutiondepositionmethod.By

8、meansoftheSEM,XRDandUV-VIS，theprocessconditionsandfactorswereoptimized.Onthebasisofit,thezincoxide/dyehybridfilmswerealsoprepared.Theresultsoftheexperimentsshowthatthesubstrates(glassorITO)whichwerepre-coatedwillleadtothep