化学溶液沉积法制备ZnO纳米棒阵列及其光学性能

采用化学溶液沉积法,在经ZnO纳米粒子膜修饰的FTO导电玻璃基底上制备了ZnO纳米棒阵列,探讨了生长液浓度对ZnO纳米棒阵列形貌和光学性能的影响。利用XRD、FESEM、透射光谱和光致发光谱对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征,结果表明,所制备的ZnO纳米棒为六方纤锌矿相,沿c轴择优取向生长;ZnO纳米棒阵列生长较为致密,取向性较一致,在可见光区具有很高的透光率,在378nm有

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材料导报 B:究篇研

21 0 1年 1月(第 2卷第 l下) 5期

化学溶液沉积法制备 Z O纳米棒阵列及其光学性能 n王海锋王树林蹇敦亮丁浩冉陈海燕，,,,(上海理工大学能源与动力工程学院， 1上海 2 0 9;上海理工大学材料科学与工程学院， 0032上海 20 9 ) 0 0 3摘要采用化学溶液沉积法，经 Z O纳米粒子膜修饰的 F在 n TO导电玻璃基底上制备了 Z O纳米棒阵列， n探

讨了生长液浓度对 Z O纳米棒阵列形貌和光学性能的影响。利用 X D、 E E透射光谱和光致发光谱对样品的 n R F S M、结构、形貌和光学性能进行了表征，结果表明，所制备的 z 0纳米棒为六方纤锌矿相， c n沿轴择优取向生长；n Z O纳米棒阵列生长较为致密，向性较一致，可见光区具有很高的透光率， 3 8 m有很强的紫外发射峰；取在在 7n随着生长液浓度的降低， n纳米棒阵列的缺陷可望大幅度下降。 ZO关键词 Z O纳米棒阵列 n化学溶液沉积生长液浓度光致发光

中图分类号： 1 O6 4

文献标识码： A

Pr pa a i n o O no o r y y Ch m i a o u i n De s to e r to fZn Na r d Ar a s b e c lS l to po ii na d The r Op i a o e te n i tc lPr p r is

W ANG ie g,W ANG h l I Haf n S u i,J AN nin。 n Du l g,DI a NG o a Ha r n,CHEN ia Hay n( S h o fE e g n we g n e i g Un v r i fS a g a o in ea d Te h o o y, h n h i2 0 9 1 c o l n r y a d Po rEn i e rn, i e st o h n h if rS e c n c n lg S a g a 0 0 3; o y c

2 S h o fM ae il ce c n gn eig Unv riyo h n h i o ce c n c n lg,S a g a 2 0 9 ) c o lo trasS in ea dEn ie r, iest fS a g a rS in ea dTeh oo y h n h i 0 0 3 n f Ab ta t src Z O a o o ra swee p e a e

y c e c ls lt n d p st n o r- df d F )s b tae n n n r d ar y r r p rd b h mia ou i e o io n p emo i e T( u srt o i i

wi n n n p r ils Th f c s o o c n r t n o r wt ou i n o h o p oo y a d o t a r p r is O t Z O a o a t e . e e f t fc n e ta i f g o h s l t n t e m r h l g n p i lp o e t f h c e o o c eZ O a o o a r y we e n e t a e . X-a d fr c in ( n n n r d ra s r iv s i t d g ry i at f o XR ) il e s i n c n i g l c r n D,fed miso s a n n e e t o mir s o y co c p

( ES M ) t a s s i n s e t aa d p o o u n s e c p c r m r s d t h r c e ie t e c y t l t u t r s mo— F E,r n miso p cr n h t l mi e c n e s e t u we e u e o c a a t r h r s a r c u e, t z sp o o y a d o t a r p r iso h n n n r d a r y . XRD a t r n ia e h tt e a - r p r d Z O a o o s h l g n p i lp o e t ft e Z 0 a o o r a s c e p te n id c t s t a h sp e a e n n n r d

a e h x g n lwu t i tu t r sa d g o ao g Ca i.S r e a o a rzt s r c u e n r w l n - x s EM e u t h w h tt eZ O a o o r a sa e d n ea— e r s lss o t a h n n n r d a r y r e s r r n e n h re t t n s o o d c n itn e a g d a d t e o in a i h ws g o o ss e c .Op ia t d e e l t a h n n n r d a r y x i i h g o t ls u y r v as h t t e Z O a o o r a s e h b t ih c t a s ta c n vsb ed man a d h v to g n a - a d u ta i lt

e s in a 7 n r n mi n e i ii l o i n a e a s r n e rb n lr v o e miso t3 8 m. I c n b x e t d t a h t t a e e p c e h tt e s r c u a e e t e r a e g e ty wi h e r a e o h r wt o u in c n e ta in t u t r l f c sd c e s r a l t t e d c e s ft e g o h s l t o c n r to . d h o Ke r s y wo dn P Sr P n

Z O a o o r a s h mia o u i n d p st n,c n e t a i n o r wt o u i n n n n r d a r y,c e c ls l t e o ii o o o c n r t fg o h s l t,p o o u— o o h t l mi

0引言 Z O是一种新型的直接带隙宽禁带半导体材料， n室温下其禁带宽度为 3 3e激子束缚能高达 6me远大于 G N .7V, 0 V, a ( 5 V) Z S ( 2 V)能在室温及更高温度下产生近紫 2 me和 n e 2 me,外短波激子发光。近年来，维 Z O纳米结构因其独特的光一 n学、电学、声学等性质，在太阳能电池[、 紫外激光器、 j发

棒阵列的研究。

目前，备 Z O纳米棒阵列的方法有很多，制 n如化学气相沉积法、蒸发法]电化学沉积法、板法等，热、模然而这些方法均需专门的设备，本较高且生长过程复杂，成不利于大面积制备。相对而言，学溶液沉积法具有反应温度化低，操作简便，无需借助任何模板、面活性剂及外加电场，表 易于大面积成膜等优点。本实验采用简单的化学溶液沉积

光二极管、紫外探测器[气体传感器 l等领域表现出广阔、 7 的应用前景，到人们的日益关注。Z 0纳米棒具有优异的受 n光学性能和电子输运能力，在导电基底上生长的 Z O纳米将 n

法，在预先修饰 Z O纳米粒子膜的 F O导电玻璃基底上制 n T备生长较为致密、向性较好的 Z O纳米棒阵列，讨了生取 n探长液浓度对 Z O纳米棒阵列形貌和光学性能的影响。 n

棒阵列制作成 G at l阳能电池的光阳极，以加快光生 re e太 z可电子一空穴的分离速

度，大减少其复合，大从而提高光电转换效率[, 8极大地推动了在固体基底上制备定向生长 Z O纳米] n

1实验 首先， F将 TO导电玻璃裁成 2 5mX 2 5 m的小片， . c . c分

*国家自然科学基金 ( 0 7 17;海市教委重点项目(5 5 3;海市纳米专项项目(0 2 m0 9 0 5554)上 J0 0 )上 1 5n 20 )

王海锋： 18男，9 5年生，硕士研究生，究方向为纳米材料制备及应用王树林：,研男通讯作者，教授，导 E ma:q ' St博 - i VVv S@ l qU V13 o 6 .c r n

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