ZnO纳米材料的制备与应用
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》范文
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的发展，ZnO纳米材料因其优异的物理和化学性质，如高激子结合能、高电子迁移率等，被广泛应用于光电器件、生物传感器、光催化剂等领域。
本文以纳米棒状ZnO自组装结构为研究对象，探讨了其制备方法及光电性能，旨在为ZnO纳米材料的应用提供理论依据。
二、制备方法1. 材料选择与准备本实验选用高纯度的ZnO粉末作为原料，通过溶胶-凝胶法进行制备。
此外，还需准备乙醇、去离子水、表面活性剂等辅助材料。
2. 制备过程首先，将ZnO粉末溶解在乙醇中，形成均匀的溶液。
然后，加入表面活性剂，在搅拌条件下使溶液形成溶胶。
接着，将溶胶置于适当的温度下进行凝胶化处理，使ZnO纳米棒自组装形成结构。
最后，对所得产物进行清洗、干燥，得到纳米棒状ZnO自组装结构。
三、结构与形貌分析1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）对制备的纳米棒状ZnO自组装结构进行物相分析，结果表明，所得产物为六方纤锌矿结构的ZnO。
2. 形貌分析利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行形貌观察，发现ZnO纳米棒呈规则的棒状结构，且自组装形成紧密的结构。
此外，通过透射电子显微镜（TEM）对纳米棒的微观结构进行进一步观察，发现其具有较高的结晶度和良好的分散性。
四、光电性能研究1. 紫外-可见吸收光谱分析通过紫外-可见吸收光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构在紫外区域具有较高的光吸收能力。
此外，通过对光谱数据的分析，可以得到其禁带宽度等光电性能参数。
2. 光致发光性能研究光致发光性能是评价半导体材料光学性能的重要指标。
通过光致发光光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较好的光致发光性能，发光峰位明确，半峰宽较窄。
这表明其具有较高的光学质量和较好的结晶度。
3. 电学性能研究通过电学性能测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。
这些电学性能参数对于评估其在光电器件中的应用具有重要意义。
ZnO纳米材料的制备方法及应用
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １ － ０ ３
基金项 目： 吉林农业大学校 内科研启动基金 （ ２ ０ １ ２ ３ ８ ）
作者简 介： 李雪 （ １ ９ ７ ９ － ） ， 女， 吉林 长春人 ， 硕士研究生 ， 主要从事纳米半导体材料特性研究 。
小 晶 粒 。
可以分为直流磁控溅射法 和射 频磁控溅 射法 。 磁控 溅射
的基本原理是利用 Ａ ｒ 气和 ０ 气 混合 气体 中的等 离子 成膜 速率 高
物 理
方
磁控溅射法 体 ， 在 电场 和交 变磁 场的作用下被 加速 的高能粒子 轰击 粘 附性好 靶材表面 ， 能量 交换后靶 材表面 的原子脱 离原 晶格 而逸
容如 表 ｌ 。
２ Ｚ ｎ Ｏ纳 米 材 料 的 应 用
２ ． １ 光 催化 剂
随着 工业 和经济 的发 展 ， 全球 环境 污染 日益 严重 ， 光催 化法 降解有 机污 染物 是 目前解 决 这一 问题 最有效
的途径。 与Ｔ ｉ Ｏ ： 相 比， Ｚ ｎ Ｏ是直接带隙半导体 ， 其电子跃迁几率远高于 Ｔ ｉ Ｏ ： ， 因此有着更高的量子效率 ， Ｚ ｎ Ｏ 中存在 较多 氧空位 ， 能够 加速 电子 一空 穴对 的分 离 ， 因此有更 高 的降解 效率 ， Ｚ ｎ Ｏ的光 不稳 定性 问题 可 以通 过控制结 构生 长得 到有 效 解 决 ， 这对 于 Ｚ ｎ Ｏ做 为 光 催 化 剂 的 研 究 具 有 很 强 的 现 实 意 义 。 Ｎ ａ ｚ ａ ｒ Ｅ ｌ ａ ｍｉ ｎ等 人¨ 制备 Ｚ ｎ Ｏ纳米材 料光催 化 剂 ， １ １ ０分钟 后 ， 甲基橙 几乎 全部 降解 。 Ｊ ｉ ａ Ｚ ｈ ｉ — ｇ ａ ｎ ｇ等人 。 。 制 备 了负载银 的
ZnO纳米材料的合成与应用研究
ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。
本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。
一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。
它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。
2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。
在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。
3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。
它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。
气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。
二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。
因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。
2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。
例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。
三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。
因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。
2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。
将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。
量子点zno
量子点ZnO简介量子点ZnO是一种由氧化锌（ZnO）组成的纳米材料，具有特殊的光电性质和优异的应用潜力。
它的独特之处在于其尺寸在纳米级别，导致其电子结构和光学性质与大尺寸的ZnO材料不同。
量子点ZnO因其在能带结构和电荷传输方面的特殊性质而受到广泛关注。
量子效应量子点是指尺寸在纳米级别（通常小于10 nm）的微小晶体。
由于其尺寸相对较小，量子点材料表现出与大尺寸晶体不同的物理和化学性质。
其中之一就是量子效应。
在量子点中，电子和空穴被限制在三个空间维度上运动，形成了一个类似于三维势阱的结构。
这种限制导致了能带结构发生变化，使得材料呈现出禁带宽度随粒径变化而变化的特性。
当粒径减小到一定程度时，禁带宽度增加，能级间距减小，从而导致光学性质的变化。
ZnO的性质氧化锌（ZnO）是一种宽禁带半导体材料，具有优异的光电性能和化学稳定性。
它在紫外光区域具有高透过率，并且具有高载流子迁移率、快速载流子复合速率和良好的热稳定性。
这些特性使得ZnO在光电器件、传感器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。
然而，普通尺寸的ZnO材料往往受到缺陷密度和表面态等问题的困扰，限制了其在某些应用中的效果。
量子点ZnO由于其特殊结构和尺寸效应，可以显著改善这些问题。
量子点ZnO制备方法制备量子点ZnO主要有物理法和化学法两种方法。
物理法物理法主要包括溅射法、蒸发-凝聚法和激光烧结法等。
这些方法通过控制材料蒸发和沉积过程中的温度、压力和气氛等参数来实现纳米级别尺寸的控制。
溅射法是一种常用的物理法，通过将靶材（通常为ZnO）置于真空腔室中，加热靶材并用惰性气体轰击使其蒸发，然后在基底上沉积形成纳米颗粒。
化学法化学法主要包括溶胶-凝胶法、水热合成法和热分解法等。
这些方法通过在溶液中控制反应条件来实现量子点ZnO的制备。
溶胶-凝胶法是一种常用的化学方法，通过将金属前驱体和溶剂混合并控制反应温度和时间等参数，在溶液中形成纳米颗粒。
量子点ZnO的应用量子点ZnO由于其特殊的光电性质，在多个领域具有广泛的应用潜力。
纳米晶体ZnO的应用
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•
利用热蒸发法所得到的纳米带
ZnO纳米带的SEM图像和 XRD图像[10]
ZnO纳米的TEM和HRTEM图像以及 相关的电子衍射图像[10]
液相法
• 液相法：是指在制备的过程中，采用溶液作为媒介或载体传递能量，使反应 源发生一定的物理化学反应，从而结晶长大制备纳米材料的方法。 根据传递能量的方式或者载体不同，液相法主要包括溶剂热(Solvothemlal)、 水热法(Hydrothermal)、超临界流体液固法(Supercritical fluid-liquidsolid)、化学反应自组装法(Self-assembly)等方法。 液相法中由于中间过程比较复杂，有关合成机理的研究不如气相法成熟，目 前较为成熟的机理是超临界流体液固法合成纳米材料中提出的溶液一液相一 固相机理(Solution-liqllid-solid）。
参考文献
• • • • • • • [1] 刘智昂. Zn基纳米材料的制备、微结构、生长机理及光谱研究[D].南昌航空 大学,2012. [2] 叶晓云,周钰明. 纳米ZnO研究进展[J]. 化学与生物工程,2010,02:1-6. [3] 田晓亮,孙婉婷,谢明政,井立强. ZnO纳米棒阵列在TiO_2介孔薄膜上的生长及 其表征[J]. 无机化学学报,2012,07:1441-1446. [4] 贺惠蓉. 氧化锌的制备及性能研究[D].陕西科技大学,2013. [5] Wang Z L, Song J. Piezoelectric nanogenerators based on zinc oxide nanowire arrays[J]. Science, 2006, 312(5771): 242-246. [6] 刘国强. 水溶液法制备ZnO纳米线/p+-Si异质结光电特性的研究[D].大连理 工大学,2012. [7] 张威,李梦轲,魏强,曹璐,杨志,乔双双. ZnO纳米线场效应管的制备及I-V特性 研究[J]. 物理学报,2008,09:5887-5892. [8] 王锦春. ZnO纳米线的光致发光（PL）行为研究[D].电子科技大学,2006. [9] Law M, Greene L E, Johnson J C, et al. Nanowire dye-sensitized solar cells[J]. Nature materials, 2005, 4(6): 455-459. [10] Pan Z W, Dai Z R, Wang Z L. Nanobelts of semiconducting oxides[J]. Science, 2001, 291(5510): 1947-1949.
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》范文
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，氧化锌（ZnO）纳米材料因其独特的物理和化学性质，在光电子器件、传感器、催化剂等领域展现出广泛的应用前景。
ZnO纳米材料的气敏性能对于气体检测、环境监测和安全防护等领域具有极高的应用价值。
本文将详细介绍ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与试剂制备ZnO纳米材料所需的主要材料和试剂包括：锌盐（如硝酸锌）、碱（如氢氧化钠）、去离子水以及表面活性剂等。
2. 制备方法水热法是一种制备ZnO纳米材料的常用方法。
具体步骤如下：（1）将一定浓度的锌盐溶液与碱溶液混合，调节pH值；（2）加入表面活性剂，以控制ZnO纳米颗粒的形貌和尺寸；（3）将混合液转移至反应釜中，加热并保持一定时间；（4）反应结束后，冷却、离心、洗涤，得到ZnO纳米材料。
3. 制备工艺优化通过调整反应物的浓度、pH值、反应温度和时间等参数，可以优化ZnO纳米材料的制备工艺，提高其产率和质量。
三、丙酮气敏性能优化研究1. 丙酮气敏性能测试采用气敏传感器对制备的ZnO纳米材料进行丙酮气敏性能测试。
通过测量传感器在不同浓度丙酮气体下的电阻变化，评估其气敏性能。
2. 性能优化措施（1）材料改性：通过掺杂其他元素或采用复合材料的方法，提高ZnO纳米材料的气敏性能。
（2）表面修饰：利用表面活性剂或生物分子对ZnO纳米材料进行表面修饰，提高其与丙酮气体的相互作用，从而提高气敏性能。
（3）结构优化：通过调整ZnO纳米材料的形貌、尺寸和结晶度等，优化其气敏性能。
3. 优化效果分析通过对比优化前后的气敏性能测试结果，分析优化措施对ZnO纳米材料气敏性能的影响。
结果表明，经过优化后的ZnO纳米材料在丙酮气体检测方面表现出更高的灵敏度、更低的工作温度和更好的选择性。
四、结论本文研究了ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
ZnO纳米材料的制备及其光性能分析
ZnO纳米材料的制备及其光性能分析ZnO纳米材料的制备及其光性能分析摘要：随着纳米材料的研究和应用逐渐深入，ZnO纳米材料因其优异的光学性质和广泛的应用潜力而备受关注。
本文通过对ZnO纳米材料的制备方法及其光性能的分析，探讨了其在可见光谱范围内的应用前景和潜在问题。
1. 引言ZnO是一种重要的半导体材料，在可见光范围内具有良好的透明性和光学性能。
纳米化技术使ZnO纳米材料的制备更加容易，并且能够调控其形貌和结构，进一步扩展了其应用领域。
本文主要研究了ZnO纳米材料的制备方法和其在光学性能方面的应用。
2. ZnO纳米材料的制备方法2.1 水热法水热法是制备ZnO纳米材料常用的方法之一。
通过在高温高压条件下将Zn源物与反应溶液中的脱水剂反应，在特定的温度、压力和时间下得到纳米级的ZnO颗粒。
这种方法可以控制纳米粒子的形貌和大小。
2.2 氧化法氧化法是将氧化锌粉末进一步破碎并通过化学反应得到纳米级ZnO颗粒的方法。
具体步骤包括溶液制备、沉淀制备和煅烧等。
这种方法制备的ZnO纳米材料通常具有较高的纯度和比表面积。
2.3 等离子体辅助沉积法等离子体辅助沉积法是一种通过等离子体溅射氧化锌薄膜并在退火过程中形成纳米颗粒的方法。
这种方法对制备较大面积的纳米薄膜具有较高的效率和可控性。
3. ZnO纳米材料的光性能分析3.1 光吸收与发射性质ZnO纳米材料在可见光谱范围内具有很好的吸光性能，吸收光谱主要集中在紫外光区域，具有很高的吸收系数。
此外，ZnO纳米材料还表现出良好的荧光性能，其荧光峰位主要在380-420 nm范围内。
3.2 光电导性质由于ZnO纳米材料是一种半导体材料，因此具有良好的光电导性能。
通过引入掺杂元素或修饰表面，可以调控和增强ZnO纳米材料的光电导能力。
这使得ZnO纳米材料在光电器件和太阳能电池等领域有广泛的应用前景。
3.3 光催化性能ZnO纳米材料具有较高的光催化性能，可以在可见光区域内吸收光能并产生电子-空穴对。
ZnO纳米半导体材料制备
ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体材料是一种应用广泛的纳米材料，具有较高的光学、电学性能，被广泛应用于光电器件、光化学传感器等领域。
本文将主要介绍ZnO纳米半导体材料制备的方法和工艺流程。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备ZnO纳米半导体材料的一种有效方法。
大体上，溶胶-凝胶法是将一定比例的Zn(NO3)2·6H2O和NaOH在水中溶解，形成氢氧化锌胶体，通过高温固化和煅烧制备出ZnO纳米半导体材料。
其中，胶化处理的条件包括温度、pH值、浓度等因素，对于制备ZnO纳米半导体材料的影响较大。
在实际操作中，也可以通过添加其他成分，如葡聚糖等，对胶体进行修饰，可以得到不同形态、大小和分散状态的ZnO纳米半导体材料。
2. 气相沉积法气相沉积法是制备ZnO纳米半导体材料的一种常用方法。
基本的制备过程是，在预制的基底上，通过真空或气氛等环境下，使大气中的气体通过热源或光源的激发，分解并反应生成ZnO纳米半导体材料。
在实际操作中也可以通过在反应中加入其他气体或化学试剂等进行反应，如NH3、H2O等，可对所得纳米半导体的性质进行改变。
3. 热分解法热分解法是通过热分解物质，在目标物质的表面附着形成纳米半导体材料的制备方法。
在ZnO纳米半导体材料的制备中，可以采用类似的方法，先将ZnO前体溶于某种有机溶液中，然后在一定温度下加热，使前体产生分解反应，沉积在基底上的ZnO形成纳米半导体材料。
不同于其他制备道德方法，热分解法所得纳米材料较好地维持了前体分子的结构，因而具有较好的晶型、晶粒尺寸和形貌等方面的性质。
总之，ZnO纳米半导体材料具有良好的物理性能和应用前景，其规模化制备对纳米材料的推广应用十分重要。
不同的制备方法也可以根据材料特点和应用领域的不同来选择。
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ZnO纳米材料制备及其应用研究进展前言：ZnO晶体材料具有六方纤维矿结构，属于直接跃迁宽带半导体材料，其室温下带隙约为3．35eV。
具有大的激子结合能，约为60meV，比GaN激子结合能(～25meV)还要大，而且与InGaN材料的晶格较为匹配，因此有利于这两种材料的集成，这些性质在光电子器件制备领域都是十分优越的材料特性。
众所周知，由于纳米材料具有大的比表面积、以及量子尺寸效应等特殊性质，近几年来，人们对于ZnO纳米材料的研究工作以极快的速度进展。
人们采用了多种方法，诸如分子束外延、热蒸发、化学气相沉积、射频溅射、电化学沉积、溶胶凝胶法，以及脉冲激光沉积等，制备出了多种纳米结构的ZnO材料，诸如纳米棒、纳米线、纳米管、纳米带、纳米颗粒，以及纳米花状结构等。
这就使得ZnO纳米材料既具有ZnO 晶体所具有的优异本征特性，又可具有多种变化的纳米结构。
可以预期，它在光、声、电纳米器件等诸多应用领域将有着广阔的应用前景。
本文将就ZnO纳米材料的制备方法、纳米结构、及其应用研究进展作一简要介绍。
1 ZnO纳米材料制备方法1．1 等离子体辅助分子束外延(Plasma—assistedMBE 1日本的Yefan Chen等人利用等离子体辅助分子束外延方法在蓝宝石衬底上制备出了纳米ZnO薄膜。
锌束流是由蒸发锌元素材料而提供的。
而活性氧是由微波等离子体源所产生的。
氧等离子体的发光谱研究表明，在氧束流中包含有O ，O ，O“等多种粒子，但是在加大流速的情况下，将以原子氧成分为主。
蓝宝石衬底在进行化学侵蚀后，放到850~C高温下净化处理，最后再放入氧等离子体中处理。
衬底处理过后，放人反应室进行薄膜生长。
调控束流、和微波等离子体功率维持以原子氧为主的反应气氛，衬底温度控制在450—750oC，在蓝宝石C一面(0001)上便可生长出ZnO薄膜。
1．2 热蒸发(Thermal evaporation)Kazuki Bando等人采用热蒸发的方法制备出了ZnO纳米带。
将ZnO粉末放入陶瓷舟内，将陶瓷舟及一段陶瓷管同时放入炉膛内加热。
在1450~(2温度下加热3h，并以50sccm的流量通入氩气。
便可在陶瓷管壁上形成白色ZnO物质。
在扫描电子显微镜(SEM)下观察，则是由宽度各不相同的纳米带状结构组成。
1．3 溶胶一凝胶法(SOl—gel technique)D．Basak等人利用溶胶一凝胶法在蓝宝石(0001)晶面上制备了ZnO薄膜J。
以乙酸锌[zn(CH CO0) ·2H 0]为先驱物，加入包含有2．86ml二甲基胺(dimethylamine)稳定剂的脱水异丙基醇(dehydrated isopropyl aleoho1)中，制成0．6M 的溶胶。
而后用磁力搅拌器进行搅拌，一直到使之变为透明。
在进行涂覆前，衬底要进行清洁处理。
首先用盐酸腐蚀，而后分别用丙酮和甲醇进行几分钟的超声清洗。
采用提拉涂覆的方法，将衬底浸入溶胶中，以6em／min速度提，在衬底上形成涂层。
在涂覆之后，首先在120qC温度下干燥20min，然后放入550~C的炉子内加热20min进行分解。
如此的涂覆和热处理过程反复进行十次。
形成的ZnO薄膜厚度大约有300nm。
1．4 金属有机化学气相沉积(MOCVD)B．P．Zhang采用金属有机化学气相沉积方法制备出了ZnO纳米管J。
氧气和二乙基锌[DEZn，Zn(C2H ) ]作为反应物，氮气作为DEZn的载流气体。
为了避免两反应物之间提前进行反应，利用不锈钢喷嘴直接将DEZn导向衬底表面。
利用涡轮分子泵对反应室排气，并采用真空阀控制反应室内气压。
在室温下开始通氧，并将反应室气压控制在0．3—3Torr。
然后衬底被加热到400~C并开始通入DEZn。
ZnO便开始在衬底上生长。
氧气流和氮气流分别控制在30seem和5sccm，而DEZn的温度保持在5~C。
在整个反应过程中反应室内气压维持不变。
生长时间连续一个小时。
1．5 脉冲激光沉积(pulsed laser deposition)A．B．Hartanto和Anirban Mitra分别采用KrF准分子激光器(波长248nm)，及Nd：YAG 三倍频(波长355nm)激光器，利用脉冲激光沉积方法沉积出了ZnO纳米捧和ZnO纳米晶薄膜。
A．B．Hartanto使用的激光脉冲重复频率为20Hz，脉冲能量密度为3J／CB 。
ZnO 靶的纯度为99．99％。
衬底为蓝宝石。
靶与衬底间距为20mm。
沉积室内充以氧气作为环境气体，压强高于1 Toor。
衬底温度在600℃以上，沉积30min。
Anirban Mitra使用的Nd：YAG 三倍频激光器的重复频率为lOHz。
ZnO 靶是用纯度为99．99％的ZnO粉末及甲醇粘结剂冷压后再在IO00~C下热压5h而成形的。
ZnO薄膜是在氧气气氛下在玻璃衬底上沉积，氧气压为10～一1 Toor。
靶与衬底间距为4cm。
1．6 电化学沉积(elcdtro—chemical deposition)Kenji Nomura，Masunobu Maeda ，Masanobu Izaki ，M．J．Zheng ，Y．Lepfince—Wang lo]等人都分别采用电化学沉积方法制备了ZnO纳米线，或ZnO纳米线阵列。
KeNomura，Masunobu Maeda]，Masanobu Izaki，M．J．Zheng等人是利用0．1M的硝酸锌水溶液进行电化学沉积的。
纯度为99．99％的锌箔作为阳极电极，以ITO透明导电膜作为衬底，且为阴极电极(或多孔铝膜作为阴极电极)。
电化学沉积过程是在温度为65℃溶液中进行的。
电沉积过程可以是电压为1V左右的直流电流，也可为脉冲电流(阴极电流密度在一0．1—10mA／cm )，制备了ZnO纳米线。
Leprince—Wang是采用氯化钾水溶液进行电沉积。
氯化钾水溶液中含0．1M的氯化钾和5mM的级氯化锌，以及5mM的过氧化氢(H，0，)，利用该电解液制备了ZnO纳米线阵列。
2 、几种典型的ZnO纳米结构ZnO材料的纳米结构的结晶状态通常可以利用x一射线衍射(XRD)、电子衍射等手段进行分析。
其成分可以用电子能谱、扫描电子探针、x一射线光电子谱等方法进行探测。
而其结构形貌大多利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜进行观察。
x一射线衍射谱中每一个衍射峰对应着一个特定的晶面，分别为(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)、(112)。
其中(002)晶面为其择优生长趋向。
如前面所述，ZnO纳米材料可以采用多种方法制备。
但是不同的方法，甚至同一种方法采用不同的制备条件，便可制备出各种不同形貌的纳米结构。
(1)低压荧光发光材料对于非掺杂ZnO材料，除了因激子复合可导致紫外发光外，由于它包含多种本征缺陷，如：氧空位(V o)、锌空位(Vzn)、氧填隙(0i)、锌填隙(Zni)和氧错位(Ozn)等，在ZnO较宽的禁带中形成不同的缺陷能级，这使得ZnO材料具有较为复杂的能带结构，ZnO在可见光范围的发光谱线从红光到蓝光、紫光十分丰富。
另外一个重要特点是作为阴极射线发光材料，它具有较低的阈值激发电压和高的发光效率。
因此是一种好的低压荧光材料。
特别是ZnO纳米薄膜，在场致电子发射平板显示器中作为荧光薄膜具有重要应用价值。
(2)ZnO光致发光与激光Yefan Chen和Kazuki Bando等人分别研究了纳米ZnO薄膜和ZnO纳米带的光致发光光谱和激光辐射,2j。
YefanChen他们用He—Cd激光作为激发光源，拍摄了可见到紫外波长范围荧光光谱，在室温下的荧光谱。
在光子能量2．0～2．6eV范围是一个很宽的发光带，在光子能量为3．2eV附近(紫外)有一很强的窄带发光峰。
Kazuki Bando等人研究了ZnO纳米带在不同激发强度下，及室温条件下的荧光谱。
ZnO纳米带的厚度为lOOnm，长度为101xm，宽度为21xm。
用Nd：YAG四倍频(波长266nm)激光为激发光源。
当最大激发强度为I 时，不同激发强度下的荧光谱是不一样的。
在0．69I 强度以下，属于自发辐射荧光，而在0．6910强度以上则呈现激光辐射。
0．69I (～350kW／em )为激光激发阈值。
在强度为0．69I。
，0．75I。
，以及I时荧光谱上的各个尖峰结构所对应的光子能量为激光各个纵模的光子能量。
而激光谐振腔则是有ZnO纳米带的两晶面间自形成的。
(3)紫外光探测器D．Basank利用Sol—gel方法制备的具有(002)择优趋向的ZnO薄膜研制了紫外光探测器。
采用Au—ZnO结构。
最大光电流是在波长为350nm处。
响应随所加偏压成线性增加。
在350nm 波长处，最大响应为0．040A／W，量子效率为14％。
有望成为一种低成本高响应和高量子效率的紫外光探测器。
(4)透明导电膜掺杂ZnO薄膜具有非常稳定的光电特性。
许多元素，诸如zr，B，Al，Ga，In等作为杂质掺如ZnO，可以制备出性能优良的透明导电膜。
近期，Z．B．Fang等人采用稀土元素Tb 掺杂，利用射频磁控溅射在si衬底上制备了ZnO：Tb透明导电薄膜，电阻率为9．34×10 Qcm，可见光范围平均透射率达85％。
掺杂ZnO作为透明导电膜在光电子器件及太阳能电池等方面均具有广泛应用“ 。
(5)场致电子发射材料硅尖锥阵列、碳纳米管阵列作为场致电子发射体已有大量报道。
但是ZnO纳米尖锥阵列作为场致电子发射体鲜为报道。
Chin—Hsien Hung采用湿化学技术制备了ZnO纳米尖锥阵列。
首先用0．1 g的硝酸锌(Zn(No) ：6H，O，3×10 M) 和0．1 g的乙基烯胺(C6H 2N ，6×10 M)溶于100ml水中，形成先驱溶液。
硅作为衬底，在其上面用射频溅射一薄层ZnO(200nm)，或ZnO棒作为衬底。
然后将衬底放入装有先驱溶液的瓶内在95℃温度下保持几小时。
取出后用去离子水冲洗几遍，在1O0~C温度下经过4小时烘于。
在扫描电子显微镜下即可观察到衬底上生长的单晶ZnO纳米尖锥阵列。
场发射实验结果表明，开启电场为10．8V／p．m，在19．5V ／ixm电场下，电流密度为1mA／cm 。
尽管开启电场较高，场发射特性还不甚好，但毕竟是一个可贵的实验尝试。
4 ZnO纳米材料发展前景展望由于ZnO是一种直接宽带隙半导体材料，具有大的激子结合能，在带隙间又分布有多种可选择利用的杂质与缺陷态。
使之在诸多领域有着广阔的应用前景。
近几年来，ZnO纳米材料的研究工作主要集中在ZnO各种纳米结构的制备方法研究方面，而且取得了突飞猛进的发展。
但是在其应用领域基本上还处于研究探索阶段。
特别需要指出的是在ZnO纳米器件的研究方面，如：纳米场效应开关、单电子三极管、纳米生物与化学传感器、一维半导体结构发光、纳米激光器等，具有着重要应用价值和广阔应用前景。