氧化锌纳米线研究概述
纳米氧化锌综述
纳米氧化锌综述概述纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，晶体为六方结构，其颗粒大小约在1～100纳米。
纳米氧化锌由于颗粒小、比表面积大而具有许多其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的特殊的性质，呈现表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点[1]。
近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。
纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。
由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。
纳米氧化锌的性质纳米氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构，在光照射下，当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时，一个电子从价带NB激发到导带CB，而留下了一个空穴。
激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热，电子在材料的表面态被捕捉，价态电子跃迁到导带，价带的孔穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基，作为强氧化剂而完成对有机物（或含氯）的降解，将病菌和病毒杀死[2]。
纳米氧化锌的制备1.纳米氧化锌的液相化学制备技术除了能够准确控制粒子的化学组成外，液相法与其它化学制备技术相比还具有设备简单、批量大、原料易得、相对来说粒子大小集中、晶相结构及形状容易控制、产物活性好、成本低等特点。
液相法可以分为沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热合成法、溶剂蒸发法等。
1．1化学沉淀法1．1．1直接沉淀法直接沉淀法是直接混合制备氧化锌的锌盐与沉淀剂溶液的方法，特点是条件易于控制，操作简单，适于大批量制备粉体材料，其缺点是副产物离子的洗涤较困难，且产物粒径分布较宽，干燥过程中粒子易于团聚。
郭志峰等[3]向乙酸锌溶液滴加草酸，同时搅拌，伴有草酸锌沉淀生成。
《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》
《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，ZnO纳米材料因其独特的物理和化学性质，在传感器、光电材料等领域具有广泛的应用前景。
ZnO纳米线阵列作为其中一种重要的纳米结构，具有较高的比表面积和优良的电子传输性能，因此对气体分子的检测和响应具有显著的优势。
本文旨在研究ZnO纳米线阵列的可控制备方法，并对其气敏性进行深入探讨。
二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 材料选择与准备本实验选用高纯度的锌源和氧源，通过化学气相沉积法（CVD）制备ZnO纳米线阵列。
在实验前，需对基底进行清洗和处理，以保证纳米线的生长质量。
2. 制备方法采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，通过控制反应温度、反应时间和气体流量等参数，实现ZnO纳米线阵列的可控制备。
具体步骤包括：将锌源和氧源分别引入反应室，在基底上形成ZnO纳米线。
通过调整锌源和氧源的比例、反应温度和生长时间等参数，可以实现对ZnO纳米线阵列形貌、尺寸和密度的控制。
3. 结构表征采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对制备的ZnO纳米线阵列进行结构表征。
SEM可以观察纳米线的形貌、尺寸和排列情况；XRD可以分析纳米线的晶体结构和相纯度。
三、气敏性研究1. 气体响应实验将制备好的ZnO纳米线阵列置于不同浓度的气体环境中，通过测量其电阻变化来评估其气敏性能。
实验结果表明，ZnO纳米线阵列对多种气体分子具有显著的响应，且响应速度较快。
2. 响应机理分析ZnO纳米线阵列的气敏性主要源于其表面吸附的气体分子与纳米线之间的相互作用。
当气体分子吸附在纳米线表面时，会改变纳米线的电子状态，从而引起电阻变化。
此外，纳米线的尺寸、形貌和密度等因素也会影响其气敏性能。
3. 影响因素探讨通过实验发现，制备过程中反应温度、反应时间和气体流量等参数对ZnO纳米线阵列的气敏性能具有重要影响。
此外，纳米线的表面修饰、掺杂等处理方法也可以进一步优化其气敏性能。
化学实验知识：纳米氧化锌材料的制备和性能研究实验技术探究
化学实验知识：“纳米氧化锌材料的制备和性能研究实验技术探究”近年来，纳米技术的发展给材料研究带来了全新的可能性。
纳米材料具有比传统材料更优异的性能，因此受到研究人员的广泛关注。
其中，纳米氧化锌材料具有很高的应用价值。
为了更好地研究纳米氧化锌材料的制备和性能，本文将探讨一项“纳米氧化锌材料的制备和性能研究实验技术”的研究。
1、纳米氧化锌材料的制备纳米氧化锌材料主要通过化学方法制备，包括沉淀法、水热法和蒸发沉积法等多种方法。
其中较为常用的是沉淀法和水热法。
本实验以水热法为例进行介绍。
制备步骤：（1）首先将一定比例的Zn(NO3)2和NaOH加入去离子水中，形成Zn(OH)2。
（2）加入NH4HCO3，在搅拌的情况下形成沉淀。
（3）将沉淀用去离子水洗涤至中性，然后加入一定比例的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。
（4）将混合液放入高压釜中，在一定的温度下进行水热处理。
（5）水热处理完成后将混合液冷却至室温，然后离心分离，干燥得到纳米氧化锌材料。
2、纳米氧化锌材料的性能研究（1）结构性能的研究通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等手段对纳米氧化锌材料的结构进行研究。
XRD可以得到样品的晶体结构信息，TEM 可以获得纳米材料的形貌和尺寸信息。
（2）光学性能的研究主要通过紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和光致发光谱（PL）等手段对纳米氧化锌材料的光学性能进行研究。
UV-Vis可以获得样品的吸收光谱信息，PL可以得到样品的荧光光谱信息。
（3）电学性能的研究主要通过电化学工作站测试纳米氧化锌材料的电化学容量和循环伏安曲线等信息，以研究材料的电化学性能。
总之，纳米氧化锌材料的制备和性能研究是一个极具挑战性的领域，需要仔细设计实验方案，安全施行实验。
此外，实验过程中的每一步都需要仔细操作，以获得可靠、准确的实验结果。
未来，基于对纳米氧化锌材料性能的深入研究，人们应该可以将其应用到更多的领域，促进相关技术的发展。
毕业论文(氧化锌纳米材料的研究进展)
学号：2007******某某师X大学学士学位论文题目氧化锌纳米材料的研究进展学生***（2007******）指导教师*** 助教年级2007级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院学士学位论文题目氧化锌纳米材料的研究进展学生***指导教师*** 助教年级2007级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院某某师X大学2011年5月word氧化锌纳米材料的研究进展***摘要：纳米材料已成为当今许多科学工作者研究的热点，而氧化锌纳米材料的许多优异性能使其成为重要的研究对象并得到广泛的应用。
本文概述了纳米ZnO的应用前景及国内外的研究现状，对纳米ZnO各种制备方法的基本原理等进行了详细的分析讨论，同时提出了每种工艺的优缺点，简单介绍了氧化锌纳米材料的性质及其可能的应用领域，提出了研究方向，并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。
关键词：纳米氧化锌氧化锌应用研究纳米ZnO材料显示出以往未曾有过的优异性能，即使在传统应用领域中，也显示出较普通ZnO材料更加优良的性能，其应用前景非常广阔，其技术开发和应用研究已受到高度重视，如何大规模，低成本制备纳米ZnO材料就显得尤为重要，目前研究的方向是进一步深入探讨纳米ZnO的形成机理和微观结构，探求高纯纳米ZnO的制备方法，并使之工业化，随着制备技术的进一步完善和应用研究的进一步深入，纳米氧化锌必将成为21世纪一个大放异彩的明星而展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥其更加举足轻重的作用[1]。
本文系统评述了近年来氧化锌纳米材料制备的一些新方法，介绍了氧化锌纳米材料的性质及其应用领域，并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。
一、ZnO的研究现状纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点，其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域[2]。
目前，国内外关于纳米ZnO的研究报道很多，日本、美国、德国、韩国等都做了很多工作。
纳米氧化锌综述
纳米氧化锌综述氧化锌(Zn0)晶体是纤锌矿结构．属六方晶系，为极性晶体。
Zn0晶体结构中，Zn原子按六方紧密堆积排列，每个Zn原子周围有4个氧原子，构成Zn--0配位四面体结构。
纳米氧化锌(Zn0)的性能和应用纳米氧化锌(Zn0)是一种白色粉末，是面向2l世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1～100nm。
由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米氧化锌产生了其本体块状物料所不具有的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而纳米氧化锌在磁、光、电、热、敏感等方面有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能。
1）制抗菌除臭、消炎、抗紫外线产品纳米氧化锌无毒、无味，对皮肤无刺激性，是皮肤的外用药物，能起消炎、防皱和保护等功效。
此外纳米氧化锌吸收紫外线的能力很强，对UVA（长波320~400nm）和UVB(中波280~320nm)均有良好的屏蔽作用。
可用于化妆品的防晒；也可以用于生产防臭、抗菌。
抗紫外线的纤维。
纳米氧化锌在阳光，尤其在紫外线照射下，在水和空气中，能分解出自有的带负电的电子，并同时留下带正电的空穴。
这种空血可以激活空气中的氧，使其变为活性氧，具有极强的化学活性，能与大多数有机物发生氧化反应，包括细菌体内的有机物，因而能杀死大多数的病毒。
纳米氧化锌的定量杀菌试验表明：在5min内，氧化锌的质量分数为1%试时，金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.86%，大肠杆菌的杀菌率为99.93%。
2）用于氧化剂和光催化剂纳米氧化锌由于尺寸小、比表面积大、表面的键态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等，导致表面的活性位臵增多，形成了凹凸不平的院原子台阶，增加了反应接触面。
因而纳米氧化锌的催化活性和选择性远远大于传统催化剂。
3）制备气体传感器及压电材料与SnO2、Fe2O3一起被称为气敏三大基体材料4）用于橡胶工业和涂料工业纳米氧化锌具有颗粒微小、比表面积大、分散性好、疏松多孔、流动性好等物理化学性质，因而，与橡胶的亲和性好，熔炼时易分散，胶料生热低、扯断变形小、弹性好，改善了材料工艺性能和物理性能。
氧化锌纳米材料的制备及其光催化性能的研究
摘要近年来，随着工业的迅猛发展，各类工业废水、废气、废弃物等急剧增加，水污染问题成为全球性问题之一。
水污染的治理因此受到更多科研工作者的关注。
ZnO 作为一种直接带隙宽禁带半导体材料，具有较高的电化学稳定性和热稳定性，能很好的吸收紫外光，在光激发下可有效地降解有机污染物，被广泛地应用于光催化领域。
但ZnO 光催化剂普遍存在着比表面积较小、载流子复合率高等自身缺点，限制了其光催化反应过程中的降解效率。
另外，ZnO 粉体光催化剂在回收利用过程中不仅操作繁琐复杂，难以简便将光催化剂从水溶液中分离出来，而且残留在水溶液中的光催化剂会对环境造成二次污染。
本论文主要研究了两种具有不同形貌特征的ZnO 光催化剂—ZnO 空心球薄膜和Na 掺杂ZnO 纳米线，探讨了提高其光催化活性的可能性。
借助多种材料表征手段，分析了材料的形貌、结构和光学性能。
对比研究了各种光催化剂降解甲基橙水溶液的光催化性能，并探讨了光催化反应的机理。
主要研究内容如下：(1) 以浸渍-提拉法制备的单分散六方密排PS 微球为模板，利用磁控溅射法沉积ZnO 薄膜，结合煅烧去除模板，制备了不同粒径大小的ZnO 空心球薄膜。
根据SEM 和TEM 的结果分析，证明了ZnO 纳米球的空心结构成功构筑。
样品在紫外光波段均有较强的吸收峰，对空心球内部的光路研究发现，这种空心球结构的ZnO薄膜不仅具有高的比表面积，而且能在球体的空心内部形成光陷阱，有效地提高了光的利用率。
在各粒径ZnO 空心球薄膜与ZnO薄膜降解甲基橙水溶液的对比实验中，空心球的光催化效率普遍较高，且400 nm ZnO 空心球薄膜的光催化效率最高。
(2) 在ZnO 空心球薄膜的基础上，经过溅射沉积Au 纳米颗粒构筑了Au/ZnO 空心球复合薄膜。
在紫外光照射下，对比分析了各粒径大小的ZnO 空心球薄膜和Au/ZnO 空心球复合薄膜降解甲基橙水溶液的光催化性能。
Au 纳米颗粒的沉积明显提高了ZnO 空心球薄膜的光催化速率。
ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究的开题报告
ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究的开题报告一、选题背景随着纳米技术的不断发展和应用，纳米材料在各个领域都得到了广泛的研究和应用。
其中，ZnO纳米线材料因具有优异的光电性能、化学稳定性和生物相容性等特点，被广泛应用于传感器、太阳能电池、发光二极管等领域。
然而，要实现对ZnO纳米线材料的可控制备和调控其性能仍然是一个具有挑战性的问题。
二、研究目的本研究旨在探究ZnO纳米线阵列的可控制备方法，研究其结构和气敏性能，为其在气敏传感器等领域的应用提供理论和实践基础。
三、研究内容1. ZnO纳米线阵列的可控制备方法研究。
通过改变制备条件探究其对纳米线的形貌和结构的影响。
2. ZnO纳米线阵列的表征和性能测试。
通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段表征纳米线的形貌和结构，同时研究其气敏性能。
3. 气敏传感器的搭建和测试。
利用制备的纳米线阵列搭建气敏传感器，测试其对各种有机和无机气体的响应性能。
四、研究意义本研究对于提高ZnO纳米线材料的制备技术和研究其性能具有重要的意义。
同时，研究结果可以为气敏传感器等领域的应用提供理论和实践基础，为纳米材料的研究和应用做出贡献。
五、研究方法1. 材料制备：采用溶胶凝胶法、水热法或化学气相沉积法等方法制备ZnO纳米线阵列。
2. 结构和性能测试：采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段对制备的ZnO纳米线阵列进行表征，通过气体响应实验测试其性能。
3. 气敏传感器的搭建和测试：采用制备的纳米线阵列搭建气敏传感器，测试其对各种有机和无机气体的响应性能。
六、预期结果本研究将探究ZnO纳米线阵列的可控制备方法，并研究其表征和气敏性能，并搭建气敏传感器测试其响应性能。
预期可以得到可控制备的ZnO纳米线阵列，并且研究其气敏性能，为其在气敏传感器等领域应用提供支撑。
氧化锌纳米线制备
氧化锌纳米线制备
氧化锌纳米线是一种具有潜在应用价值的纳米材料，可以应用于光电子学、传感器、生物医学等领域。
为了制备高质量的氧化锌纳米线，需要选择合适的合成方法和工艺条件。
常用的制备方法包括化学气相沉积法、溶液法、物理气相沉积法等。
其中，物理气相沉积法可以制备高质量的氧化锌纳米线，但需要高温条件和较长的生长时间。
溶液法是一种简单易行的制备方法，可以制备出高质量的氧化锌纳米线，但需要控制反应条件和溶液成分。
此外，还可以采用微波辅助合成、光诱导合成等方法。
制备氧化锌纳米线的工艺条件包括温度、时间、反应物浓度、气氛等。
通过合理调控这些工艺条件，可以得到具有良好性能的氧化锌纳米线。
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摘要 Abstract 第一章 文献综述 1.1纳米材料概述 1.1.1纳米材料特殊效应 1.1.2纳米材料发展前景 1.1.3一维纳米材料 1.2 氧化锌简述 1.1.1结构 1.1.2性质 1.3 氧化锌纳米线生长方法 1.3.1气相生长法 1.3.1.1化学气相沉积法（CVA） 1.3.1.2激光辅助生长法（LCG） 1.3.2液相生长法 1.3.2.1液-液-固法（SLS） 1.3.2.2溶剂热合成法 1.3.2.3水热法 1.4 氧化锌纳米线的研究展望 1.5 本论文的研究内容及意义
文献综述
1.1 纳米材料概述 纳米通常是按照物质尺寸的大小来说，当细小微粒的尺寸在0.1微米（100纳米）以下通常会产生物理与化学性质显著变化的。纳米技术是在0.1~100纳米尺度范围内研究物质(原子、分子)的特性和相互作用，纳米技术表明其研究对象将由宏观向微观，大尺寸向小尺寸，微米向纳米层次的发展。现研究结果表明当物质的尺寸达到纳米层次时，物质将表现出许多特殊的物理、化学和生物等性质，这些性质不同于物质在宏观状态时所体现出来的性质，这些纳米级的特殊性质将用运于新兴的高科技产业。 纳米在物理中是一个长度单位，但纳米级的技术却具有更深层次的内涵，纳米技术提供了全新认识和改造世界的方法。纳米技术涵盖了纳米生物学、纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米机械工程学等紧密相关却又自成体系的新兴科技领域。纳米材料学是研究纳米材料的组成、结构与特性之间关系的学科，是纳米技术的重要组成部分，同时是纳米技术的物质基础。目前，欧美发达国家的大企业和政府部门纷纷启动了纳米技术和纳米材料的研究计划。而我国在国家自然科学基金委员会、科技部、计委、中科院等有关部门的支持下，先后在“攀登计划”、“863计划”、“火炬计划”计划和国家重大基础研究项目中立项，对纳米技术和纳米材料中的技术问题开展了广泛、深入的研究并取得了显著成果，同时提高了我国在纳米技术和纳米材料研究领域的国际地位。 1.1.1 纳米材料特殊效应 由于纳米材料的电子波动及原子间相互作用受到纳米级尺寸的限制，纳米材料呈现出小尺寸效应、量子隧道效应、库仑阻塞效应和表面效应等[1]，从而使纳米材料表现出许多材料所不具有的特殊的物理、化学、生物等性质。所有基本效应都是由纳米级的尺度引起，因而传统的模式和理论是无法对其特殊的性质进行解释的，对纳米材料特殊性质的研究是人们在现在将来所需要进行的工作 量子尺寸效应[4]，当材料的尺寸下降到某一值时，其金属费米能级附近的电子能级将由准连续变为离散能级、材料的最低未被占据分子轨道和最高被占据的分子轨道能级存在不连续性、材料的能隙随着尺寸的减小而增大的现象等称为量子尺寸效应。随着尺寸的减小半导体发光材料的发光波长范围或者吸收光的范围都会从长波长向短波长移动，这就是典型的蓝移现象。同时能带理论表明，在高温或宏观尺寸情况下金属费米能级附近电子能级一般是连续的。而对于只有有限个导电电子的超微粒子来说，低温下金属费米能级附近电子能级是离散的。在能级间距大于热能、静磁能、光子能量或超导态的凝聚能时，必须考虑量子尺寸效应，量子尺寸效应会导致纳米颗粒磁、光、声、热、电及超导电性发生显著的变化。 表面效应，是指随着纳米材料粒度的减少，材料比表面积急剧增加，位于材料表面的原子数占体相原子数的比例也将大大增加，同时表面能和表面张力也增加，从而引起纳米材料性质的变化。球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，体积与直径的立方成正比，所以其比 表面与直径成反比，即随着颗粒直径变小，比表面积会显著增大，表面原子数也迅速增加。例如，粒径为10 nm时，比表面积为90 m2/g；粒径为5 nm时，比表面积为180 m2/g，表面原子数将占50％，粒径下降到2 nm时，比表面积猛增到450 m2/g，表面原子数将提高到80％。可以看出纳米材料的尺寸减小到IOnm以下时，纳米材料的表面原子数占总原子数的比例就会迅速增加。纳米材料的这些表面原子具有高活性，极不稳定，很容易与其他原子结合。例如金属纳米颗粒在空气中容易燃烧无机物纳米粒子暴露在空气中会吸附气体，并发生反应，这种特性已经被应用于构建于微型传感器和探测器。 小尺寸效应，随着尺寸的量变渐渐达到纳米级时在一定临界条件下会引起性质的改变。当纳米材料的尺寸与光波波长、德布罗意波长或超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体材料的晶体周期性的边界条件将被破坏，电子输运行为收到限制，电子平均自由程被缩短，电子的相干性和局域性增强，由此导致纳米材料出现特殊的声、光、电、磁、热、力学等特性。例如，光吸收强度显著增加并产生新的吸收峰;磁有序态向无序态跃迁;超导相向正常相转变；熔点发生变化等。 宏观量子隧道效应，电子具有波一粒二相性，因此能够产生隧穿现象，微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应，人们发现一些宏观物理量，如微粒的磁化强度、磁通量等都显示出隧道效应，称之为宏观量子隧道效应。宏观量子隧道效应将会是未来电子器件设计与制造的理论基础，当微电子器件进一步微型化时就应该考虑上述的量子效应产生的影响了。例如在知道半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，这是电子会通过隧道效应溢出器件，使器件无法正常工作。 1.1.2 纳米材料发展前景 目前，利用纳米材料特殊的光学、电学、力学、热学以及生物学等特性，已设计和制造了各种性能优异和功能奇特的新型材料和元器件，许多纳米产品已在生物医药、国防和航天等领域得到实际应用，同时衍生出新兴的高科技产业群。与此同时，纳米材料日益广泛的应用也将对能源、环境、建筑、纺织等传统产业产生重大影响，拉动传统产业进行跳跃式发展，加速完成传统产业的改造和升级换代过程，并且推动一批纳米科技成果实用化或产业化，造就一批具有市场竞争力的纳米高科技骨干企业。在此我们放眼未来，纳米材料必将成为人类美好生活不可分割的组成部分。
1.1.3 一维纳米氧化锌（一维纳米氧化锌的制备及光至发光性质的研究） 近年来随着纳米技术的发展，一维半导体材料如纳米线、纳米棒、纳米环等由于其独特的物理、化学和生物特性而受到广泛的关注。在国外，Kong和wang[20]用vs机理制得ZnO纳米带，纯的Zno粉末在1350oC下蒸发3Omin，通入流量为25secm的Ar，25OTorr的气压。在400一500oC的氧化铝衬底上收集到ZnO纳米带。国内的张立德小组制得多晶ZnO纳米线。黄运华等报道了一种低温无催化剂制备ZnO纳米带的新方法，该法在600℃时蒸发纯金属锌粉，在硅基片上沉积可得到ZnO纳米带和齿状纳米带[27]。俞大鹏小组[28]制备出具有单一晶体结构的ZnO纳米线，发现其具有较好的室温紫外发光性能。李琳11所作硕士学位论文溶液法生长氧化锌纳米线的机制研究对于种子法制备氧化锌薄膜有着很好的研究。 一维ZnO纳米材料因超高的机械强度、高发光效率、较低的激光发射阈值、高化学稳定性，在制备纳米电子器件及纳米光电子器件领域表现出巨大的应用潜力。从2001年发现单根的六方纤锌矿一结构氧化锌纳米线可以产生紫外激光以来，国内外许多课题组都在进行这方面的研究，特别是低温廉价的液相合成方法为其在光电器件方面的商业化应用提供了良好的发展前景，为了制备满足器件应用的高质量氧化锌纳米线，对其生长机制的研究很有必要。
1.2 一维纳米氧化锌 1.2.1结构（溶液法生长一维氧化锌纳米结构，溶液法生长氧化锌纳米线的研究） 氧化锌(ZnO)晶体结构有三种:六方纤锌矿结构、立方闪锌矿结构和四方岩盐矿结构。根据第一性原理[12]，Jeffee等人[9]分别计算出ZnO各晶体结构的总能量为:六方纤锌矿结构-5.658eV，立方闪锌矿结构-5.6O6eV，四方岩盐矿结构-5.416eV。六方纤锌矿结构稳定性最好，立方闪锌矿结构只有在立方相衬底上才可以稳定存在。在室温下，只有当六方纤锌矿结构压强达到9GPa时才可转变为四方岩盐矿结构。 自然条件下，ZnO结晶态是单一稳定的六方纤锌矿结构，属于六方晶系，图1-1为纤锌矿ZnO晶体的结构示意图。锌原子和氧原子各自按图所示的密堆积方式排列，每一个锌原子位于四个相邻的氧原子所形成的四面体间隙中，但只占其中半数的氧四面体间隙，氧原子的排列情况与锌原子类似。分子结构的类型介于离子键和共价键之间。晶格常数为a=0.3243nm，c=0.5195，Zn-O间距dZnO-O=0.194nm，配位数为4:4。ZnO在c轴方向有很强的极性，Zn原子终结构的(0001)面和O原子终结构的(000-1)面是两个不同的极性面。为保持结构的稳定，极性表面上一般会有表面重构，但ZnO的(0001)和(000-1)极性面都是原子级平淡，无表面重构的稳定面[13,14]。 图1-1 氧化锌晶体结构示意图 1.2.2性质 1.2.1激光性质 ZnO是具有较大禁带宽度（约3.37eV）的半导体材料，在室温条件下可以实现较低发射阈值的紫外（UV）激光发射。自从1997年观测到ZnO纳米微晶结构在室温下的光泵受激紫外发射的报道后，这种材料就迅速成为半导体激光器件研究的国际热点。并且Zn0近紫外光发射的波长比氮化稼的蓝光发射还要短，这对于提高光记录密度和光信息的存取速度起到重要作用， 1.2.2电子传输性质 当一位纳米材料的两个维度方向上处于纳米尺寸，一维纳米材料的带隙将变宽，某些金属材料能够转变为半导体材料[15]，例如Bi纳米线在直径尺寸为52 nm
左右时实现了从金属向半导体的转变；Si纳米线在直径为15 nm左右时从半导体转变为绝缘体[16]。在一维方向上在纳米材料体系中的电子被限制，电子之间的相互作用增强，这些特殊的电子传输性质对纳米器件的结构组装构成了一定限制，但同时为新型电子器件如单电子晶体管（single electron transistors）、共振隧道二极管（Resonant tunneling diodes）等的制备提供了更为广阔的空间[12-15]。 1.2.3催化性能 由于纳米材料特殊的性质：气体通过纳米材料的扩散速度是通过其他材料的上千倍，因此，纳米颗粒是很好的催化剂。纳米催化剂的催化活性和选择性远远大于传统的催化剂。一维纳米ZnO是一种很好的光催化剂，在紫外光照射下能分解有机物质，杀菌和除味。研究同时表明，纳米氧化锌催化剂的催化速度是普通氧化锌粒子的10-1000倍，而且与普通粒子相比，它具有更大的比表面积和宽的能带，是极具应用前景的高活性光催化剂。 1.3 氧化锌纳米线生长方法 1.3.1气相生长法 1.3.1.1化学气相沉积法（CVA） 化学气相沉积法是以金属颗粒作为催化剂，粉末或块体作为原材料。它的制备分为两步生长过程。第一步气一液过程，固体反应物原在高温条件下转化为气态原子，同时金属颗粒在高温条件下，由固体转化为液体;与此同时在惰性气体作用下，原材料气态原子输运到低温区并与该区的液态金属混合形成合金颗粒，