ZnS纳米梳子的合成表征和荧光性能研究

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摘要：本文中,我们采用 ZnS 纳米带自蒸发的办法成功的制备 ZnS纳米梳子。对合成得到的ZnS纳米带和纳米梳子我们进行了X射线衍射仪(XRD)，扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）的表征。结果表明ZnS纳米带的长度在几十微米，宽度在几百纳至几个微米。经过分析，我们认为 ZnS 纳米梳子的生长包含两个过程： ZnS 纳米带的自蒸发和 VLS机制生长。室温下的光致发谱表明 ZnS 纳米梳子具有同 ZnS 纳米带不同的发光峰，这可能是受到 ZnS 纳米梳子的微结构和合成中引入的杂质的影响。52050

毕业论文关键词：纳米ZnS；二次生长；梳状纳米结构；光致发光

Abstract: In this paper, ZnS nanocombs were synthesized by the self-evaporation of ZnS nanobelts. The obtained ZnS nanocombs and nanobelts are characterized by XRD, SEM and EDS, respectively. The results show that the length of ZnS nanowires is about tens of micrometers, the width is between tens of nanometers and serveral hundreds of nanometers. By careful analysizing, we believe the formation of ZnS nanocombs includes two processes: self-evaporation of ZnS nanobelts and the growth of ZnS nanorods on ZnS nanobelts via VLS mechanism. Room temperature PL measurements showed that ZnS nanocombs have different emissions compared with ZnS nanobelts, which is caused by its microstructures and impurities introduced during the synthesis.

Keywords: nano ZnS, secondary growth, comb-like nanostructures, photoluminescence

1 引言 4

2 制备ZnS纳米梳子 4

2.1 制备ZnS纳米带 5

2.1.1 实验过程 5

2.1.2纳米带表征 5

2.2 ZnS纳米带自蒸发制备梳状ZnS纳米结构 7

3 ZnS纳米梳子表征 8

4 ZnS纳米梳子的荧光性能探讨 9

结论 11

参考文献 12

致谢 13

1 引言

纳米科学技术源于二十世纪八十年代，并迅速崛起，飞速发展至今已成为一个不可或缺的重要领域。纳米科技是在纳米尺寸上对物质特性及相互作用的研究与应用，是一个由物理学、材料学、化学、生命科学等多种学科交汇形成的新体系[6]。人们之所以对它表现出了的无比热衷，是因为原子、分子和物质在纳米尺寸上表现出来与众不同的化学、物理及生物特性。特别是在物理学上纳米结构的材料对光、电、磁、热等特性发生的变化最为突出。利用这些新颖的特性，在物理、化学、生命、能源等学科上可以取得以往远远达不到的效果。

纳米材料一般而言，以其维数可分为三类：一、零维纳米材料，即其空间三维尺度都处于纳米尺度上，如纳米粒子、原子团簇等；二、一维纳米材料[7]，是指在空间三维尺度有两维处于纳米尺度，如纳米棒、纳米管，纳米线等；三、二维纳米材料，即只有一维处于纳米尺度，如超薄膜，多层模，超晶格等。源^自·751{文·论[文'网]www.751com.cn

宽禁带半导体纳米材料则在其中占有重要地位，其中II -VI族化合物[8]半导体纳米材料具有重要的非线性光学性能、发光性能和其它重要的物理化学性能，因此人们对于这类材料的合成与表征格外重视，并进行了广泛的研究。

而ZnS则正是II -VI族化合物，其室温下带隙宽度为3.66eV，能激发约330nm的紫外光和激光。与室温（26meV）相比其激子结合能为40meV，所以具有温室激子[10]。特性方面，有红外透明、磷光、荧光等特性并且光学及压电特性较好。另外，由于纳米结构是由纳米尺度的单元组成，所以既有纳米微粒特征（量子尺寸效应、表面效应等），又有纳米结构引出的协同效应、量子耦合效应等。在电子工业、国防、化学工业领域内得到广泛应用，被用来制作光学元件、发光二极管、光电调节器、高频压电换能器、场效应晶体管、单色场发射显示器[9]等等。