基于氧化锌量子点的纳米复合材料研究进展
纳米荧光材料制备工艺的发光强度与荧光寿命研究
纳米荧光材料制备工艺的发光强度与荧光寿命研究纳米荧光材料是一种具有特殊光学性质的材料，广泛应用于生物医学成像、显示技术、光电子器件等领域。
本文将探讨纳米荧光材料制备工艺对其发光强度和荧光寿命的影响。
首先，纳米荧光材料的发光强度与其结构、组成以及制备工艺密切相关。
在制备过程中，可以通过调节反应条件、改变原料比例、控制反应时间等方法来调控材料的结构和组成。
比如，在合成氧化锌纳米粒子的过程中，通过改变前驱体的浓度、温度和液体的酸碱度等因素，可以有效调节颗粒的大小、形貌和晶体结构，从而影响其发光性能。
实验证明，纳米颗粒尺寸越小、形状越规则、晶体结构越完整，其表面积相对增大，吸收和发射光子的几率也就越大，因此具有较强的发光强度。
其次，纳米荧光材料的发光强度还受到表面修饰和包覆等工艺的影响。
纳米材料表面往往具有丰富的表面态，易与周围物质发生相互作用，导致发光性能的衰减。
为了提高纳米荧光材料的发光强度，可以在其表面引入修饰剂，形成稳定的表面修饰层，减少表面缺陷和非辐射复合过程。
此外，通过将纳米颗粒包覆在具有较小折射率的介质中，如聚合物或二氧化硅，在保护材料的同时还可以提高发光效率。
除了发光强度，荧光寿命也是衡量纳米荧光材料性能的重要指标之一。
荧光寿命决定了材料在激发态和基态之间相互转换的速率，直接影响了材料的应用性能。
荧光寿命的长短与材料内部非辐射跃迁和与外界相互作用有关。
制备纳米荧光材料时，可以通过调控材料的尺寸、晶体结构和掺杂离子的浓度等参数来调节材料的电子结构和能带结构，从而影响材料的非辐射跃迁速率。
此外，纳米荧光材料表面的吸附分子、温度和溶液的pH值等外界因素也会对材料的荧光寿命产生影响。
综上所述，纳米荧光材料的制备工艺对其发光强度和荧光寿命具有重要影响。
通过调控材料的结构和组成、进行表面修饰和包覆等方法，可以有效提高纳米荧光材料的发光强度和荧光寿命，进而推动其在生物医学成像、显示技术、光电子器件等领域的应用。
《核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究》
《核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究》篇一核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究核壳结构ZnO/C量子点在有机太阳能电池电子传输层的应用研究一、引言随着科技的发展，有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSC）因其低成本、可大面积制备等优势，逐渐成为太阳能电池领域的研究热点。
电子传输层作为有机太阳能电池的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到电池的光电转换效率及稳定性。
近年来，核壳结构的ZnO/C量子点因其独特的物理化学性质，在电子传输层的应用中展现出巨大的潜力。
本文将就核壳结构ZnO/C量子点在有机太阳能电池电子传输层的应用进行深入研究。
二、核壳结构ZnO/C量子点概述核壳结构ZnO/C量子点是一种具有特殊结构的纳米材料，其核心为氧化锌（ZnO），外壳为碳层。
这种结构使得量子点具有优异的电子传输性能、较高的光吸收系数和良好的稳定性。
此外，碳层的包裹可以有效地防止ZnO核与周围环境的直接接触，从而提高其化学稳定性。
三、核壳结构ZnO/C量子点在电子传输层的应用1. 提高电子收集效率：核壳结构ZnO/C量子点具有良好的电子传输性能，能够快速地将光生电子从给体材料传输到电极，从而提高电子的收集效率。
2. 增强光吸收：由于量子点的纳米尺度效应，核壳结构ZnO/C量子点具有较高的光吸收系数，能够增强太阳能电池对光的吸收，提高光电流。
3. 提高稳定性：碳层的包裹使得核壳结构ZnO/C量子点具有较好的化学稳定性，能够在恶劣的环境下保持其性能的稳定。
四、实验研究与结果分析本文通过溶胶-凝胶法合成核壳结构ZnO/C量子点，并将其应用于有机太阳能电池的电子传输层。
通过对比实验，发现使用核壳结构ZnO/C量子点作为电子传输层的太阳能电池具有较高的光电转换效率及稳定性。
具体实验结果如下：1. 光电转换效率：使用核壳结构ZnO/C量子点作为电子传输层的太阳能电池的光电转换效率比使用传统电子传输材料的太阳能电池提高了约10%。
量子点zno
量子点zno
量子点ZnO是一种纳米材料，具有独特的性质和应用潜力。
ZnO 是氧化锌的简写，其晶体结构为六方晶系。
量子点ZnO通常由尺寸在2到10纳米范围内的纳米颗粒组成。
由于其小尺寸效应，这些纳米颗粒表现出与宏观物质不同的光电性质。
量子点ZnO在光电子学、光催化、光电探测等领域具有广泛的应用。
它们具有高效的光吸收和荧光发射性能，可用于制备高亮度的显示器件和光催化剂。
此外，量子点ZnO还可用于制备染料敏化太阳能电池和光电探测器等器件，具有广阔的市场前景。
由于量子点ZnO具有较大的比表面积和高度可调控的性质，研究人员正在不断探索其在生物医学和纳米传感器领域的应用。
量子点ZnO 被广泛用于细胞成像、药物释放和癌症治疗等方面的研究，有望成为新一代生物医学材料。
总之，量子点ZnO是一种具有潜力的纳米材料，其独特的性质和广泛的应用前景使其成为当前研究的热点之一。
随着对该材料的深入研究，相信将会有更多创新的应用和突破性成果出现。
纳米材料在环境治理中的新应用研究进展
纳米材料在环境治理中的新应用研究进展一、纳米材料在水污染治理中的应用1、纳米吸附剂纳米吸附剂具有高比表面积和丰富的表面活性位点，能够高效地吸附水中的重金属离子、有机污染物等。
例如，纳米零价铁（nZVI）对铬、汞等重金属离子有很强的还原和吸附能力；碳纳米管（CNTs）可以有效地吸附有机染料和农药等污染物。
此外，一些新型的纳米吸附剂，如金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs），因其具有高度可调的孔隙结构和化学功能，在水污染治理中表现出了优异的性能。
2、纳米催化剂纳米催化剂能够加速水中污染物的氧化还原反应，从而实现污染物的降解和去除。
例如，纳米二氧化钛（TiO₂）在紫外光的照射下，能够产生强氧化性的羟基自由基（·OH），将水中的有机污染物分解为无害物质；纳米铁氧化物（如 Fe₃O₄）可以作为类芬顿催化剂，在过氧化氢（H₂O₂）的存在下，有效地降解有机污染物。
3、纳米膜分离技术纳米膜具有孔径小、分离效率高、能耗低等优点，在水处理中得到了广泛的应用。
例如，纳米过滤膜可以去除水中的小分子有机物、重金属离子等；反渗透膜能够有效地去除水中的盐分和各种污染物，实现水的净化和回用。
二、纳米材料在大气污染治理中的应用1、纳米催化剂在尾气净化中的应用汽车尾气是大气污染的主要来源之一。
纳米催化剂，如铂（Pt）、钯（Pd）等负载在纳米载体上，可以提高催化剂的活性和稳定性，有效地将尾气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）转化为无害物质。
2、纳米吸附剂在空气净化中的应用纳米吸附剂，如沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIFs）和介孔二氧化硅（MS）等，能够吸附空气中的有害气体，如二氧化硫（SO₂）、甲醛（HCHO）和挥发性有机化合物（VOCs）等，从而改善空气质量。
3、纳米材料在大气颗粒物治理中的应用大气颗粒物对人体健康和环境质量有严重影响。
纳米材料可以用于开发高效的过滤材料，如纳米纤维膜和静电纺丝纳米膜，能够有效地捕获大气中的颗粒物。
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。
全彩色发光的碳点和氧化锌量子点生物探针
第14届全国发光学学术会议·上海全彩色发光的碳点和氧化锌量子点生物探针熊焕明*复旦大学化学系，上海市杨浦区邯郸路220号，200433碳点和氧化锌量子点是新一代生物毒性小、制备成本低、环境友好的纳米发光材料，但是碳点发光主要在蓝光区，氧化锌量子点发光在黄绿光区，它们的红光发射难以实现，无法满足生物成像的实际需求。
我们课题组最近10年在这两种发光纳米粒子的研究中取得一系列重要的成果。
对于碳点，我们制备了发光波长可以调节，覆盖整个可见光区的产物，并成功地应用于小鼠活体成像。
[1] 这些碳点光学纯度高，即激发峰、发射峰、荧光寿命都是单一性的，这样通过研究其组成结构和表面氧化态，我们提出一个有力的发光机理。
对于氧化锌量子点，[2] 我们能够制备在溶液中长期稳定，发光波长从蓝到红可调变的荧光探针。
最近，我们合成了绿色发光的水溶性ZnO@polymer核壳结构量子点，配位了Gd3+离子并负载了抗癌药物DOX，形成ZnO-Gd-DOX载药系统。
[3] 该系统在600~800纳米红光区有强烈的发射，可以进行小动物成像。
基于ZnO对pH的敏感性，该系统在pH7溶液中非常稳定，在pH5缓冲溶液中能够完全分解释放DOX。
[4]我们成功地把该材料用于裸鼠乳腺癌的治疗。
图 1.全彩色发光的碳点（左图，在紫外灯下）以及它们在小鼠活体成像中的应用（右图）。
图 2.负载了抗癌药物DOX和磁共振造影剂Gd离子的氧化锌量子点对小鼠肿瘤的治疗。
参考文献:[1] Ding, H.; Yu, S. B.; Wei, J. S.; Xiong, H. M. ACS Nano 2016, 10, 484.[2] Xiong, H. M. Adv. Mater. 2013, 25, 5329.[3] Ye, D. X.; Ma, Y. Y.; Zhao, W.; Cao, H. M.; Kong, J. L.; Xiong, H. M.; Möhwald, H. ACS Nano2016, 10, 4294.[4] Zhang, Z. Y.; Xu, Y. D.; Ma, Y. Y.; Qiu, L. L.; Kong, J. L.; Xiong, H. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4127.项目支持: 国家自然科学基金面上项目，21271045、基于ZnO发光量子点的复合生物探针与纳米给药系统。
纳米晶体ZnO的应用
•
•
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.
过氧化锌纳米颗粒的溶剂热法制备及性能研究
过氧化锌纳米颗粒的溶剂热法制备及性能研究过氧化锌纳米颗粒是一种具有广泛应用潜力的纳米材料，在光电器件、催化剂、生物传感器等领域都有重要的应用。
本文将介绍过氧化锌纳米颗粒的溶剂热法制备方法及其性能研究。
溶剂热法是一种常用的制备纳米颗粒的方法，其基本原理是通过在溶剂中使溶质溶解，然后通过溶剂的挥发使溶质析出形成纳米颗粒。
在制备过氧化锌纳米颗粒的过程中，选择合适的溶剂和控制溶剂的挥发过程对纳米颗粒的形貌和性能起着至关重要的作用。
首先，在溶剂热法制备过氧化锌纳米颗粒时，选择合适的溶剂是十分重要的。
常用的溶剂有醇类、醚类、酮类等有机溶剂。
这些溶剂的选择要考虑到其对过氧化锌前驱体的溶解度，挥发速率以及对纳米颗粒形貌的影响。
例如，乙二醇常用作溶剂，因为它对过氧化锌具有较高的溶解度，并且能够控制纳米颗粒的形貌和尺寸。
其次，在制备过程中，需要控制溶剂的挥发速率以及溶剂对纳米颗粒的作用。
通常，在溶剂挥发的过程中，溶质会逐渐沉积形成纳米颗粒。
因此，通过控制挥发速率，可以调节纳米颗粒的尺寸和形貌。
此外，溶剂还可以对纳米颗粒的晶型和结构起到重要的影响。
例如，在乙二醇溶剂中制备的过氧化锌纳米颗粒往往具有较好的结晶性和结构稳定性。
在制备过程中，通过改变反应条件和添加表面活性剂等手段，还可以进一步调控纳米颗粒的形貌和性能。
例如，使用流动反应体系、调节溶剂温度、改变反应物浓度等，都可以对过氧化锌纳米颗粒进行形貌调控。
此外，加入适量的表面活性剂，如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）等，不仅可以有效地控制纳米颗粒的尺寸和形貌，还可以提高其分散性和稳定性。
过氧化锌纳米颗粒的性能研究主要包括表征其形貌、颗粒大小、晶体结构以及光学和电学性质等。
常用的表征技术包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱等。
通过这些表征技术，可以进一步了解过氧化锌纳米颗粒的形貌、尺寸和结晶性，以及其在光电器件和催化剂等应用中的性能。
纳米ZnO研究进展
摘 要 ： 米 Ｚ Ｏ 作 为 一 种 重 要 的 宽带 隙半 导 体 ， 有 与 体 材 料 明 显 不 同的 电 、 、 等 性 质 ， 渐 成 为 研 究 的 热 点 纳 ｎ 具 磁 光 逐
并 得 到 广 泛 应 用 。 综 述 了不 同纳 米 结 构 （ 粒 、 、 、 、 它特 殊 形 状 ） ｎ 近 年 来 的研 究 进 展 ， 其 合 成 技 术 进 行 了 颗 线 带 棒 其 Ｚ０ 对 描 述 ， 特 殊 结构 Ｚ ０ 纳 米 复 合 物 的 研 究 近 况 作 了 简单 介 绍 ， 对 其今 后 的研 究 方 向 进 行 了展 望 。 对 ｎ 并
亿 与 生 物 互 程 ２１， ２ Ｎ ． ０ ＶＩ７ ｏ２ ０ ０ ｌ
Ｃ ｈ ｍ ｉｔｙ ＆ Ｂｉ ｅ ｇｉ ｒ ｇ ｅ ｓｒ ｏ ｎ ｎ ｅｅ ｉ ｎ
综 述专论 ■
纳 米 Ｚ Ｏ 研 究 进 展 ｎ
叶 晓 云 。 钰 明 周
（ ．福建 工程 学院材 料科 学与 工程 系， 建 福 州 ３ ０ ０ ； ．东南大 学化 学化工 学 院 ， 苏 南京 ２ １ ８ ） １ 福 ５ １８ ２ 江 １ １ ９
法、 均匀 沉淀 法 、 胶 一凝胶 法等 。直接 沉淀 法是在 金 溶 属盐 溶液 中加 入沉 淀剂 ， 在一 定 的条件 下将沉 淀析 出 ， 除去 阴离 子后 加热 ， 制得 纳 米 氧 化 物 。常 见 的沉 淀 剂 有： 氨水 （ ＮＨ。 、 酸铵 ［ ＮＨ Ｏ ］ 碳 酸 钠 ・Ｈ ｏ） 碳 （ ）Ｃ 。 、
特 殊 物 理 化 学 特 性 的 不 同 形 貌 的 低 维 微 纳 米 晶 体 得 到
（ Ｏ ） ＮａＣ 。 、草 酸 铵 ［ ＮＨ ）Ｃ Ｏ ］ （ 。 、碳 酸 氢 铵
ZnO纳米材料在光电解水领域的研究进展
ZnO纳米材料在光电解水领域的研究进展作者：刘泽冲来源：《新材料产业》 2017年第7期一、光电解水制氢简介氢是一种热值很高的清洁能源,其完全燃烧的产物——水不会给环境带来任何污染，而且放热量是相同质量汽油的2.7倍。
因而开发低能耗高效的氢气生产方法,已成为国内外众多科学家共同关注的问题。
但是，大规模、低成本的生产、储存、运输氢气已经遇到了很大困难。
目前获取氢气的方法主要是热裂解石油气，这种方法耗能高、污染大。
另外，常温常压下储存高质量密度的氢气仍非常困难。
与传统的以汽油为燃料的内燃机相比，燃料电池的价格仍过高。
尽管面临着种种挑战，氢气做为一种清洁能源，在生产、储存、应用等方面仍持续受到关注。
在产氢方面，发展低成本的材料和技术至关重要。
自从日本的Fujishima 等于1972年首次发现在近紫外光（380nm） ,金红石型二氧化钛（TiO 2 ）单晶电极能使水在常温下分解为氢气（H 2 ）和氧气（O 2 ）以来，揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性，科学家称这种仅用阳光和水生产出氢和氧的技术为“人类的理想技术之一” 。
从太阳能利用角度看，光解水制氢主要是利用太阳能中阳光辐射的紫外光和可见光部分。
目前，光解水制氢主要通过光电化学技术（Photoelectrochemistry,PEC）和光催化技术(Photocatalysis)。
光电化学制氢是通过光阳极吸收太阳能并将光能转化为电能。
光阳极通常为光半导体材料，受光激发可以产生电子-空穴对。
光阳极和对电极组成光电化学池，在电解质存在下光阳极吸光后在半导体导带上产生的电子通过外电路流向对极，水中的质子从对极上接受电子产生氢气将光半导体微粒直接悬浮在水中进行光解水反应。
半导体光催化在原理上类似于光化学电池，细小的光半导体微粒可以被看作一个个微电极悬浮在水中，像光阳极一样起作用，所不同的是它们之间没有像光电化学电池那样被隔开。
这种技术大大简化了半导体光催化分解水制氢体系，但是，光激发在同一个半导体微粒上产生的电子-空穴对极易复合，不但降低了光电转换效率，同时也影响光解水同时放氢、放氧。
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定性 好 ， 毒性低 ， 形 貌 丰 富 且 易 于调 控 ， 在 材 料 学
领域 有着 很 大 的潜 力 ， 相关 Ｚ ｎ Ｏ材 料 的研 究 已成
图１ 氧化锌晶体中晶胞单元结构示意 图
Ｆｉ ｇ ．１ Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｄ ｉ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｃ ｅ ｌ ｌ ｕｎ ｉ ｔ ｉ ｎ Ｚｎ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ
法， 介 绍 了列举 了各 种 不 同修 饰 方 法对氧 化锌 材料 的优 缺 点 ， 最后 氧化锌 材料 的特 殊 结构 产 生的几 方 面
领 域 的应 用 。
关键词
氧化 锌
纳米
复合 材料
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ６ ２ ９ ４ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ ０ ２
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｍｏ ｒ ｐ ｈｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｚ ｎＯ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ ｄ ｏ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ — ｅ ｔ ｉ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄｓ ｔ ｏ ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ＺｎＯ ｎ ａ ｎｏ － ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍｍａ ｔ ｉ ｚ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｍｅ ｔ ｈ－ ｏ ｄ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ． Ａｔ ｌ ａ ｓ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｚ ｎＯ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｚ ｉ ｎ ｃ Ｏｘ ｉ ｄ ｅ； ｎａ ｎ ｏ； ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ
６
塑 料 助 剂
２ ０ １ ７年 第 １期 （ 总第 １ ２ １期 ）
基于 氧 化 锌 量 子 点 的纳 米复 合材 料研 究 进 展
曾 秀妮 王 晓 燕
（ 国家知识产 权局专利局 ，北京 ，１ ０ ０ ０ ８ ８ ）
摘
要
介 绍 了氧 化锌 量子 点 的纳 米结 构及 各种 形 貌 ， 归 纳 了 目前 制备 氧 化 锌 纳 米材 料 的 多种 方
Ｚ ｎ Ｏ螺 旋结 构 ， 并 以此为基 础 ， 创造 性 地发 明了 纳 米发 电机 ， 并 开 拓 出 了 一 个 崭新 的 学 科— —纳 米 压 电学 ｌ Ｌ ３ ｊ 。 近年来 ， 随着 纳 米 技 术 与 纳 米 材 料 科 学 的发展 ， Ｚ ｎ Ｏ纳 米 材 料 也 引起 了科 学 家 的 广 泛 关 注 。由于 Ｚ ｎ Ｏ具 有 优 良的 物 理 、 化 学性质 ， 稳
为 光 电领 域 国际前沿 课题 中的热 点 。
Ｚ ｎ Ｏ是 目前 所有 纳米 材料 中结 构最 为 多样 的 材 料 。由于 Ｚ ｎ Ｏ的晶体结构 中， 既具有极 性面 ，
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６—０ ５—３ ０
ｚ ｎ原 子 面带 正 电荷 ， Ｏ原子面带负 电荷 ， 相 反 电
（ Ｐ ａ ｔ ｅ ｎ ｔ Ｏ ｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ Ｏ ｆ ｉ ｆ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ， １ ０ ０ ０ ８ ８ ）
３ ． ３ ７ ｅ Ｖ， 激子束缚 能 ６ ０ ｍ ｅ Ｖ， 是 典 型 的 直 接 带 隙 宽 带半 导体 ， 在其 晶体 的结 构 中每一 个 ｚ ｎ原 子 与
四个 氧原 子 按 四面 体 排 布 ， 氧 化 锌 晶 体 中晶胞 单
元如图 １ 所示 。
等首 次 获 得 了具 有 压 电 效 应 的 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米 环 和
Ａｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｎ ａ ｎ ｏ － ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｚ ｎ Ｏ Ｑｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ Ｄ ｏ ｔ ｓ
Ｚｅ ｎ ｇ Ｘｉ ｕ ｎ ｉ Ｗａ ｎｇ Ｘｉ ａ ｏ ｙ ａ ｎ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 氧 化 锌 的结 构 及 形 貌
氧化 锌是 一 种 宽禁 带半 导 体 材 料 ， 氧化 锌 的 结构 为 六 方 晶 系 结 构 ， 室 温 下 的 禁 带 宽 度 为
子 束外 延 技 术 在 蓝 宝 石 基 片 上 得 到 了蜂 窝 状 的
Ｚ ｎ Ｏ薄膜 ， 并 实现 了 Ｚ ｎ Ｏ光 泵 浦 条 件 下 的室 温 紫 外 受激 发光 以来 ， 国际 上掀 起 了 Ｚ ｎ Ｏ材 料 的研 究 热 潮 。Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ上专 门发 表 了评 论 员 文章 ， 对 于 上述研 究 成果 给予 了高 度评 价 。２ ０ ０ ４年 ， 王 中林
氧化锌 （ Ｚ ｎ Ｏ） 半 导 体 的材 料 的研 究 始 于 ２ Ｏ 世纪 ３ ０年 代 … ， 随 后 的若 干 年 ， 科 学 家 们 对 于 Ｚ ｎ Ｏ的研 究 主要 集 中体 现材 料 的制 备 、 掺 杂 等 方
面 。随着 ２ ０世纪 末 ， 日本 和 香港 的科 学 家利用 分
第 １ 期
曾秀妮 ． 等． 基于氧化锌量 子点 的纳 米复合材 料研 究进 展