论文摘要
ZnO、SnO2、In2O3作为优异的宽禁带半导体材料,在光电领域中具有广阔的应用前景,成为近来的研究热点之一。其中,ZnO/SnO2、ZnO/In2O3等复合氧化物纳米结构的研究,受到越来越多的关注。本文采用共热蒸发法,分别以ZnO/ In2O3、ZnO/SnO2混合粉末为原料,制备出了多种形貌的复合氧化物纳米结构。通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、显微拉曼/光致发光光谱仪等手段,对合成产物的形貌、成分、晶体结构和性质进行表征,并探讨了合成产物的生长机理。本文的主要结果如下:1)以ZnO/ In2O3混合粉末为原料,在Al2O3与Si 111基片上,生长出了ZnO/ In2O3复合氧化物纳米环结构。实验结果表明,实验中合成的纳米环分为两类,一种是纳米环的上下表面为极性面,另一种是纳米环的内外表面为极性面。纳米环的生长机理均为气固生长机理,ZnO与In2O3在高温下蒸发,分解成Zn、In、O等气相物。在低温下气相物重新氧化复合,形成侧面为极性面的纳米带,纳米带再按照不同的方向绕成纳米环。光致发光光谱表明,纳米环在373-380nm区域内有很强的紫外峰,而在可见光区域发光峰较弱。2)以ZnO/SnO2混合粉末为原料,在Al2O3基片上,生长了形状各异的ZnO/ SnO2复合氧化物纳米结构,如纳米梳、纳米线、纳米电缆结构。不同纳米结构的形成与初始的ZnO/SnO2原料配比有关。其中,纳米梳、纳米线是以Sn为催化剂按照气液固生长机制生长的,而纳米电缆结构是按照气固生长机制生长的。通过EDS、拉曼、TEM等手段的分析,发现合成出以ZnO为芯、Zn2SnO4为鞘的纳米电缆结构,ZnO的生长方向为0001方向,ZnO芯与Zn2SnO4鞘之间晶面位向外延生长关系为:Zn2SnO4 110 || ZnO 1210 ,Zn2SnO4 111 || ZnO 0001。光致发光光谱表明,ZnO/SnO2纳米线除了在380.732nm附近有很强的紫外峰外,在可见光区域还有很强的发光带;而纳米电缆结构只在紫外区域（380.58nm附近处）存在很强的带边发光,而在可见光区域没有明显的发光带,这一结果表明Zn2SnO4鞘的存在能有效抑制ZnO表面的缺陷发光。