论文题目: ZnO纳米晶的修饰、自组装及光学性质研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 凝聚态物理
作者: 董林
导师: 刘益春
关键词: 氧化锌,纳米晶,溶胶凝胶法,自组装,光致发光
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: ZnO 是一种宽带隙的半导体材料,室温下禁带宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 meV,具有优良的物理和化学性质,是目前光电子研究领域的热点。溶胶-凝胶法无须特殊设备,具有操作灵活、能够在分子尺度控制材料的均相性和纯度,成本低和环境友好等优点,而在材料合成领域受到广泛重视。本论文利用溶胶-凝胶法在无机物合成中的灵活优势,在ZnO 纳米晶材料制备和光学性质研究方面开展了一系列的工作: 利用溶胶-凝胶方法制备了具有强紫外发光的高质量ZnO 纳米晶,研究了该纳米晶的发光特性。通过变温光谱测量,根据纳米晶中激子辐射跃迁强度、峰位、线宽随测量温度的变化关系,讨论了陈化时间对ZnO 纳米晶光学性质的影响。利用溶胶-凝胶方法,对ZnO 纳米晶进行了表面修饰,结果显示ZnS 的包覆使ZnO 纳米晶的化学稳定性有了显著提高,为ZnO 纳米晶进一步的生物耦联做好了准备。研究了溶胶-凝胶过程中实验条件对ZnO 形貌和性质的影响并制备不同尺寸的单分散ZnO 溶胶,通过建立模型对单分散溶胶的形成进行了讨论。并进一步对该单分散溶胶进行自组装,对形成胶体晶体的光学性质进行了研究。利用低温下热氧化ZnSe 单晶薄膜的方法制备ZnSeO 纳米薄膜,并对其结构、形貌和光学性质进行了研究。随着处理温度从450℃升至550℃时薄膜逐渐从ZnSe 相向ZnSeO 变化并继而向ZnO 转变,原子力显微镜的表面形貌和相图显示此温度下出现了特殊的纳米结构。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 纳米材料的基本性质和研究进展
1.1.1 纳米材料的特性
1.1.2 纳米材料的制备
1.2 ZnO 材料的基本特性和研究进展
1.2.1 ZnO 的基本特性
1.2.2 ZnO 纳米材料的研究进展
1.3 本论文工作安排
参考文献
第二章:试剂来源与样品的分析表征手段
2.1 试剂来源及处理方法
2.2 样品的分析和表征手段
2.2.1 X-射线衍射
2.2.2 X 射线光电子能谱
2.2.3 原子力显微成像
2.2.4 扫描电子显微镜和透射电子显微镜
2.2.5 吸收光谱
2.2.6 微区喇曼和光致发光谱
参考文献
第三章 溶胶-凝胶法制备ZnO 纳米晶及其表面修饰的研究
3.1 引言
3.2 溶胶-凝胶法制备ZnO 纳米晶团簇
3.2.1 样品制备
3.2.2 ZnO 纳米晶的结构和形貌分析
3.2.3 ZnO 纳米晶的光学性质
3.3 ZnS 包覆的ZnO 纳米晶团簇
3.3.1 样品制备
3.3.2 ZnS 包覆ZnO 纳米晶结构和形貌分析
3.3.3 ZnS 包覆ZnO 纳米粒子的光学性质
3.4 小结
参考文献
第四章:单分散ZnO 溶胶的制备和自组装
4.1 光子晶体的研究进展
4.1.1 光子晶体的基本概念
4.1.2 光子的能带结构
4.1.3 光子晶体的制备方法
4.1.4 自组装方法制备光子晶体的研究现状
4.1.5 自组装方法制备ZnO 基光子晶体的设计思想
4.2 样品制备
4.2.1 单分散ZnO 溶胶的合成
4.2.2 ZnO 溶胶的自组装
4.3 ZnO 溶胶的结构和形貌分析
4.3.1 ZnO 粉末的晶体结构
4.3.2 ZnO 胶体晶体的形貌分析
4.3.3 单分散ZnO 胶体的形成过程分析
4.4 ZnO 胶体晶体的光学性质
4.4.1 ZnO 胶体晶体的透射光谱
4.4.2 ZnO 胶体晶体的光学禁带计算
4.5 小结
参考文献
第五章 低温热氧化硒化锌薄膜
5.1 引言
5.2 样品制备
5.2.1 硒化锌薄膜的制备
5.2.2 硒化锌薄膜的热氧化处理
5.3 硒化锌/氧化锌薄膜的结构和形貌性质
5.3.1 X-射线衍射(XRD)谱
5.3.2 表面形貌分析
5.4 ZnSeO 薄膜的光学性质
5.4.1 ZnSeO 的喇曼光谱
5.4.2 ZnSeO 薄膜的室温光致发光光谱
5.4.3 ZnSeO 薄膜的变温光致发光光谱
5.5 小结
参考文献
第六章 结论
作者简介
攻读博士学位期间参与的课题和取得的成果
致谢
博士学位论文原创性声明
发布时间: 2006-03-14
参考文献
- [1].零维Ge和一维ZnO纳米结构与器件[D]. 万青.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）2004
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