氧化锌的制备及其光学研究

氧化锌的制备及其光学研究

一、选题的主要内容和设计思路

纳米材料尺度范围介于宏观与微观之间，是联系宏观物质与微观物质的纽带。而半导体是导热、导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，主要特征是存在能带间隙，带隙结构特征决定着半导体的电学、光学和磁学等性质，因而二者的交叉领域一半导体纳米材料受到人们的广泛关注。

主要内容：纳米材料发光的尺度和光谱关系问题，对制备高性能的纳米发光材料有重要意义。

设计思路:分析论文－＞设计检查方案－＞再次进行实验验证－＞用样品结果对方案进行评价

二、技术路线和进度安排

技术路线

称取计算量的无水与去离子水配成0.5M的水溶液。取水溶液加入锥形瓶中,磁力搅拌下使用恒压滴液漏斗控制滴加速度,均匀滴加2M氨水调节溶液pH值约6.7,得白色沉淀产物,陈化12小时后离心分离,并依次使用去离子水、无水乙醇分别洗涤数次,以去除杂质和表面吸附的离子,产物置于烘箱中60℃干燥,得前驱体产物,然后于玛瑙研钵中研细,备用。

称取计算量的十六烷基三甲基澳化按(CATB)于去离子水中,微加热助其溶解,配成0.1M的CTAB表面活性剂溶液,备用。

称取一定量的前驱体产物分散10～20ml去离子水中,加入0.1M CTAB溶液加20 ml,用氨水或NaOH水溶液调节pH值至8~10。混合物转移到带聚四氟内衬的60 ml反应釜中,超声预处理30分钟,密封,在电子炉中180 ℃恒温反应12～24小时,反应过程中未加搅拌,随着反应的进行反应釜自动产生一定压力。然后将反应釜取出,随室温冷却,产物经离心,去离子水和无水乙醇清洗得到ZnO样品。

进度安排

2015年5月12日：选题并完成开题报告，交由指导老师审阅。

2015年5月12日-5月17日：撰写论文初稿交指导老师审阅，并进行修改。

2015年5月18日-6月22日：提交论文修改稿交指导老师审阅，并完成论文定稿。

2015年6月24日：将修改完的定稿打印出来交指导教师评阅。

2015年6月26日：完成答辩提纲，准备毕业答辩。

2015年6月27日：进行答辩。

三、工具设备要求和技术规范

（一）工具设备要求

1.仪器具备的实验化验室

2.符合国标的化学试剂

摘要

纳米材料尺度范围介于宏观与微观之间，是联系宏观物质与微观物质的纽带。而半导体是导热、导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，主要特征是存在能带间隙，带隙结构特征决定着半导体的电学、光学和磁学等性质，因而二者的交叉领域一半导体纳米材料受到人们的广泛关注。本论文的选题针对纳米材料的研究热点问题之一：纳米材料发光的尺度和光谱关系问题，对制备高性能的纳米发光材料有重要意义。本论文报道了纳米氧化锌(ZnO)的光学特性，包括制备、表征、荧光超快发射特性及ZnO纳米颗粒的紫外受激发射特性等。论文主要工作和创新点如下：

1．有目的地制备了不同粒径的ZnO纳米颗粒粉体样品，通过系统研究纳米ZnO的光学性质，深入了解其光学特性，总结半导体纳米材料的发光规律，探寻半导体纳米材料的发光机制，为纳米材料的实际应用提供实验和理论依据。采用均匀沉淀法制备纳米ZnO，以六水合硝酸锌为原料、尿素为沉淀剂，通过前驱体碱式碳酸锌焙烧温度的控制，成功制备了同源的、不同粒径的纳米ZnO粉体样品，并用X-射线衍射谱、电子扫描显微镜、紫外．可见吸收光谱、拉曼光谱、光电子能谱等分析技术进行了表征。

2．利用稳态荧光光谱及时间分辨的光谱手段，首次系统研究了纳米ZnO在不同波长的光激发下出现的不同发光峰，及对应的不同波长的发光峰的发光机制，研究了纳米材料表面态在发光过程中的作用，并首次给出了纳米颗粒表面态影响材料光学性质的临界物理尺度。

3．针对无序ZnO纳米颗粒中出现的受激激射现象，从频域和时域两方面对纳米ZN中紫外受激辐射的光学特性进行了细致的创新性实验研究和机理探讨。

关键词：氧化锌半导体材料光致发光纳米材料

摘要 I

Abstract II

1.引言 1

1.1纳米材料的基本概念及其组成与分类 1

1.1.1纳米材料的基本概念 1

1.1.2纳米材料的组成及其分类 2

2.实验部分 3

2.1实验方法 3

2.2纳米氧化锌粉体的性能表征 3