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氧化锌和氧化镁纳米材料的制备与表征

作　者: 江继伟
导　师: 杨德仁
学　校: 浙江大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 氧化锌 氧化镁 纳米线 异质分级结构 热蒸发法
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


纳米材料是当今材料领域中十分重要的研究对象。一维纳米材料由于其新颖的物理、化学和生物学特性以及在纳米器件中的潜在用途引起研究者极大兴趣。由于在光学、电学、催化、压电等领域独特的性能,半导体氧化物的合成和应用引起了人们的极大关注,其中氧化锌和氧化镁的一维纳米结构是当今纳米技术的研究热点。 本论文在调研和综述了目前氧化锌和氧化镁纳米材料的制备和性能研究主要成果的基础上,系统地研究了氧化锌纳米线、硼纳米线、氧化锌俐分级异质纳米结构和氧化镁纳米材料的制备与表征,取得了一系列的创新性结果: 采用热蒸发法制备出了阵列化的氧化锌纳米线,测试了单根氧化锌纳米线的光学性能。ZnO纳米线可以很好地约束633 nm的He—Ne激光,使用325 nm激光激发单根ZnO纳米线,可以激发出很强的荧光,而且激发的荧光主要延纳米线轴向传输。 采用热蒸发法在1200℃制备出硼纳米线。高温端得到是六方晶胞硼(a=4.927(?),c=12.56(?))纳米线,低温端收集得到四方结构硼(a=8.73(?),c=5.03(?))纳米线。通过改变热蒸发温度,气流等参数,系统的研究了生长条件对硼纳米线产物形貌和结构的影响。 将热蒸发制备的硼纳米线和氧化锌纳米线的工作结合起来,用二次热蒸发法,得到了ZnO/B树状异质分级纳米结构,对这种复杂的结构进行了形貌、结构的表征。 采用热蒸发法制备出了不同形貌的氧化镁纳米材料,系统的研究了收集温度、收集衬底等生长条件对氧化镁纳米材料产物形貌和结构的影响。发现高温端收集到的产物是氧化镁纳米线,低温端收集到的是氧化镁纳米立方颗粒,中温端收集到的是以上两者的混合物。测试了单根氧化镁纳米线的光学性能,氧化镁纳米线可以很好地约束633 nm的He—Ne激光,由衬底等引起的传输损耗比较少。 采用热分解硝酸镁和柠檬酸凝胶的方法制备氧化镁纳米材料,得到了氧化镁的纳米颗粒,在硝酸镁中加入一定量的硼酸,制备了硼酸镁纳米线。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第1章 文献综述  8-23
  1.1 引言  8
  1.2 纳米材料的特性和应用  8-15
    1.2.1 纳米材料的特性  8-10
    1.2.2 一维纳米材料的应用  10-15
  1.3 氧化锌和氧化镁纳米材料的研究现状  15-22
    1.3.1 氧化锌和氧化镁纳米材料的制备方法  15-18
    1.3.2 氧化锌纳米线的特性  18-19
    1.3.3 硼纳米线的性能研究  19-20
    1.3.4 分级纳米结构的研究现状  20-21
    1.3.5 氧化镁纳米材料的特性  21-22
  1.4 研究内容及创新点  22-23
第2章 实验内容、设备及测试仪器  23-27
  2.1 实验内容  23
  2.2 实验方法及原理  23-24
  2.3 测试仪器和方法  24-26
    2.3.1 X射线衍射仪(XRD)  24
    2.3.2 透射电子显微镜(TEM)  24-25
    2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)  25
    2.3.4 纳米线的光学性能测试  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 氧化锌纳米材料的热蒸发法制备及表征  27-42
  3.1 引言  27
  3.2 实验过程  27-28
    3.2.1 硅片预处理  27-28
    3.2.2 生长过程  28
    3.2.3 测试表征  28
  3.3 实验结果分析和讨论  28-40
    3.3.1 氧化锌纳米线的制备和光学性能  28-33
    3.3.2 硼纳米线的制备和表征  33-38
    3.3.3 氧化锌／硼异质分级纳米结构的制备和表征  38-40
  3.4 本章小结  40-42
第4章 氧化镁纳米材料的热蒸发法制备及表征  42-56
  4.1 引言  42
  4.2 实验过程  42-43
    4.2.1 衬底预处理  42
    4.2.2 生长过程  42-43
    4.2.3 测试表征  43
  4.3 实验结果分析和讨论  43-54
    4.3.1 氧化镁纳米材料的热蒸发法制备  43-48
    4.3.2 氧化铜纳米带副产物的制备  48-52
    4.3.3 氧化镁纳米材料的光学性能  52-53
    4.3.4 镁硼氧化合物纳米材料的制备  53-54
  4.4 本章小结  54-56
第5章 结论  56-57
参考文献  57-62
攻读硕士期间发表的学术论文  62-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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