ZnO一维纳米结构的制备及其pH传感特性的研究

论文摘要

ZnO是一种Ⅱ-Ⅳ族宽禁带直接带隙半导体材料。其晶体结构是六方纤锌矿结构,天然存在着锌间隙和氧空位缺陷。ZnO是一种新型的多功能半导体材料,在压电性、导电性、传感性、气敏性等方面具有良好的优越的性能。在激光器、传感器、太阳能电池等方面有着广阔的应用前景。ZnO是两性氧化物,在溶液中能够引起电动势和电流的变化。利用ZnO这一独有的化学特性可作为检测溶液pH值的标准。目前pH化学传感器仍在研究发展阶段,而ZnO一维纳米材料的研究正朝着实际应用方面发展,因此ZnO pH传感特性的研究具有重要的研究意义。本文利用电化学沉积设备的三电极系统,以ITO导电玻璃为衬底,制备了ZnO一维纳米材料和Co掺杂的ZnO一维纳米材料,应用SEM、XRD、PL、EDS、XPS等测试手段对样品的表面形貌、晶体结构、发光性质和样品组分进行分析及表征。结果表明,用电化学沉积法制备的ZnO一维纳米材料的晶体质量较好,Co2+已经成功掺杂到ZnO晶格当中。利用电化学循环伏安法,分析ZnO一维纳米材料和Co掺杂的ZnO一维纳米材料的pH传感特性,获得了pH值与电流、电压的关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 ZnO一维纳米材料的基本性质和研究进展
• 1.3 ZnO一维纳米材料的制备方法
• 1.4 ZnO一维纳米材料在pH传感特性方面的研究进展
• 1.5 本论文主要研究内容
• 第二章 实验方法与表征手段
• 2.1 电化学沉积法的基本原理
• 2.2 电化学沉积ZnO纳米棒的实验方案
• 2.3 表征手段
• 2.4 电化学循环伏安法的基本原理
• 2.5 ZnO纳米一维材料pH传感特性的实验方案
• 2.6 本章小结
• 第三章 电化学沉积法制备ZnO一维纳米材料
• 3.1 电化学沉积法制备ZnO纳米棒
• 3.2 电化学沉积法制备Co掺杂的ZnO纳米棒
• 3.3 分析及比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 ZnO一维纳米材料的pH传感特性研究
• 4.1 ZnO纳米棒的pH传感特性研究
• 4.2 Co掺杂ZnO纳米材料的pH传感特性研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献