搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

醋酸锌热解温度对ZnO纳米棒的结构及光学性质的影响

陈先梅 郜小勇 张飒 刘红涛

引用本文:
Citation:

醋酸锌热解温度对ZnO纳米棒的结构及光学性质的影响

陈先梅, 郜小勇, 张飒, 刘红涛

Influence of thermal decomposition temperature of zinc acetate on the structural and the optical properties of ZnO nanorods

Chen Xian-Mei, Gao Xiao-Yong, Zhang Sa, Liu Hong-Tao
PDF
导出引用
  • 采用水热法在普通载玻片上热解醋酸锌生成的ZnO种子层上制备ZnO纳米棒, 采用 X射线衍射仪、扫描电镜、分光光度计等测试手段详细研究了醋酸锌热解温度对 ZnO纳米棒的结构和光学性质的影响. 结果表明: 纳米棒的结晶质量、端面尺寸、宏观应力和透射率与醋酸锌热解温度有密切关系. 随着热解温度的增加, ZnO纳米棒具有的c轴择优取向性先增强后减弱, 拉应力先减小后增大, 可见光区的平均透射率先增大后减小. 热解温度为350 ℃时, ZnO纳米棒c轴择优取向性最强, 拉应力最小, 平均透射率最大. 端面尺寸诱导的表面散射 是影响ZnO纳米棒可见光区平均透射率的主要机制.
    ZnO nanorods are fabricated by hydrothermal method on glass substrates that are covered with a ZnO seed layer by the thermal decomposition of zinc acetate. The influences of the thermal decomposition temperature on the structural and the optical properties of the obtained ZnO nanorods are carefully studied by using X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and spectrophotometry. It is found that the crystalline quality, head-face dimension, macro stress, and transmissivity are found to be dependent on the thermal decomposition temperature. The 〈002〉c-axis-preferred orientation of the obtained ZnO nanorod is first enhanced and then weakened; the macro tensile stress first decreases and then increases; the average transmissivity first increases and then decreases as thermal decomposition temperature increases. When the thermal decomposition temperature reaches 350 ℃, the c-axis preferred orientation is strongest; the tensile stress is smallest; the average transmissivity in the visible region is maximal for the obtained ZnO nanorod. The surface scattering induced by the head-face dimension is the key mechanism of the average transmissivity of the obtained ZnO nanorod in the visible region.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60807001)、河南省教育厅自然科学研究计划(批准号:2010A140017)和河南省高等学校青年骨干教师资助计划(批准号:2011GGJS-008)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60807001), the Natural Science Project of Henan Educational Committee, China (Grant No. 2010A140017), and the Foundation for Young Key Teachers from University of Henan Province, China (Grant No. 2011GGJS-008).
    [1]

    Wang Y, Xu X L, Xie W Y, Wang Z B, Lü L, Zhao Y L 2008 Acta Phys. Sin. 57 2582 (in Chinese) [王烨, 许小亮, 谢炜宇, 汪壮兵, 吕柳, 赵亚丽 2008 物理学报 57 2582]

    [2]

    Huang J Z, Li S S, Feng X P 2010 Acta Phys. Sin. 59 5839 (in Chinese) [黄金昭, 李世帅, 冯秀鹏 2010 物理学报 59 5839]

    [3]

    Wang J W, Bian J M, Sun J C, Liang H W, Zhao J Z, Du G T 2008 Acta Phys. Sin. 57 5212 (in Chinese) [王经纬, 边继明, 孙景昌, 梁红伟, 赵涧泽, 杜国同 2008 物理学报 57 5212]

    [4]

    Zhou S Q, Yang L M, Liu W W, Zhao K, Zhou Y L, Zhou Q L 2010 Chin. Phys. B 19 087204

    [5]

    Li H Q, Ning Z Y, Cheng S H, Jiang M F 2004 Acta Phys. Sin. 53 867 (in Chinese) [李火全, 宁兆元, 程珊华, 江美福 2004 物理学报 53 867]

    [6]

    Chen C, Ji Y, Gao X Y, Zhao M K, Ma J M, Zhang Z Y, Lu J X 2012 Acta Phys. Sin. 61 036104 (in Chinese) [陈超, 冀勇, 郜小勇, 赵孟珂, 马姣民, 张增院, 卢景霄2012 物理学报 61 036104]

    [7]

    Hong R J, Jiang X, Heide G, Szyszka B, Sittinger V, Werner A 2003 J. Cryst. Growth 249 461

    [8]

    Han P Z, Zhao J L, Xu Z, Kong C, Wang D W, Yan Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 616 (in Chinese) [阚鹏志, 赵谡玲, 徐征, 孔超, 王大伟, 闫悦 2010 物理学报 59 616]

    [9]

    Liu C H, Liu B C, Fu Z X 2008 Chin. Phys. B 17 2292

    [10]

    Ueno N, Maruo T, Nishiyama N, Egashira Y, Ueyama K 2010 Mater. Lett. 64 513

    [11]

    Chen X M, Ji Y, Gao X Y, Zhao X W 2012 Chin. Phys. B 21

    [12]

    Zhao X Y, Zheng B C, Li C Z, Hu L M, Gu H C 1996 J. Inorg. Mater. 11 611 (in Chinese) [赵新宇, 郑柏存, 李春忠, 胡黎明, 古宏晨 1996无机材料学报 11 611]

    [13]

    Segmuller A, Murakami M, Rosenberg R 1988 Analytical Techniques for Thin Films (Boston: Academic Press) p143

    [14]

    Cebulla R, Wendi R, Ellmer K 1998 J. Appl. Phys. 83 1087

    [15]

    Oh B Y, Jeong M C, Kim D S, Lee W, Myoung J M 2005 J. Cryst. Growth 281 475

  • [1]

    Wang Y, Xu X L, Xie W Y, Wang Z B, Lü L, Zhao Y L 2008 Acta Phys. Sin. 57 2582 (in Chinese) [王烨, 许小亮, 谢炜宇, 汪壮兵, 吕柳, 赵亚丽 2008 物理学报 57 2582]

    [2]

    Huang J Z, Li S S, Feng X P 2010 Acta Phys. Sin. 59 5839 (in Chinese) [黄金昭, 李世帅, 冯秀鹏 2010 物理学报 59 5839]

    [3]

    Wang J W, Bian J M, Sun J C, Liang H W, Zhao J Z, Du G T 2008 Acta Phys. Sin. 57 5212 (in Chinese) [王经纬, 边继明, 孙景昌, 梁红伟, 赵涧泽, 杜国同 2008 物理学报 57 5212]

    [4]

    Zhou S Q, Yang L M, Liu W W, Zhao K, Zhou Y L, Zhou Q L 2010 Chin. Phys. B 19 087204

    [5]

    Li H Q, Ning Z Y, Cheng S H, Jiang M F 2004 Acta Phys. Sin. 53 867 (in Chinese) [李火全, 宁兆元, 程珊华, 江美福 2004 物理学报 53 867]

    [6]

    Chen C, Ji Y, Gao X Y, Zhao M K, Ma J M, Zhang Z Y, Lu J X 2012 Acta Phys. Sin. 61 036104 (in Chinese) [陈超, 冀勇, 郜小勇, 赵孟珂, 马姣民, 张增院, 卢景霄2012 物理学报 61 036104]

    [7]

    Hong R J, Jiang X, Heide G, Szyszka B, Sittinger V, Werner A 2003 J. Cryst. Growth 249 461

    [8]

    Han P Z, Zhao J L, Xu Z, Kong C, Wang D W, Yan Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 616 (in Chinese) [阚鹏志, 赵谡玲, 徐征, 孔超, 王大伟, 闫悦 2010 物理学报 59 616]

    [9]

    Liu C H, Liu B C, Fu Z X 2008 Chin. Phys. B 17 2292

    [10]

    Ueno N, Maruo T, Nishiyama N, Egashira Y, Ueyama K 2010 Mater. Lett. 64 513

    [11]

    Chen X M, Ji Y, Gao X Y, Zhao X W 2012 Chin. Phys. B 21

    [12]

    Zhao X Y, Zheng B C, Li C Z, Hu L M, Gu H C 1996 J. Inorg. Mater. 11 611 (in Chinese) [赵新宇, 郑柏存, 李春忠, 胡黎明, 古宏晨 1996无机材料学报 11 611]

    [13]

    Segmuller A, Murakami M, Rosenberg R 1988 Analytical Techniques for Thin Films (Boston: Academic Press) p143

    [14]

    Cebulla R, Wendi R, Ellmer K 1998 J. Appl. Phys. 83 1087

    [15]

    Oh B Y, Jeong M C, Kim D S, Lee W, Myoung J M 2005 J. Cryst. Growth 281 475

  • [1] 李文宇, 霍格, 黄岩, 董丽娟, 卢学刚. 空心Fe3O4纳米微球的制备及超顺磁性. 物理学报, 2018, 67(17): 177501. doi: 10.7498/aps.67.20180579
    [2] 傅重源, 邢淞, 沈涛, 邰博, 董前民, 舒海波, 梁培. 水热法合成纳米花状二硫化钼及其微观结构表征. 物理学报, 2015, 64(1): 016102. doi: 10.7498/aps.64.016102
    [3] 薄小庆, 刘唱白, 李海英, 刘丽, 郭欣, 刘震, 刘丽丽, 苏畅. 多孔ZnO微米球的制备及其优异的丙酮敏感特性. 物理学报, 2014, 63(17): 176803. doi: 10.7498/aps.63.176803
    [4] 胡杰, 邓霄, 桑胜波, 李朋伟, 李刚, 张文栋. 微流控技术制备ZnO纳米线阵列及其气敏特性. 物理学报, 2014, 63(20): 207102. doi: 10.7498/aps.63.207102
    [5] 王长远, 杨晓红, 马勇, 冯媛媛, 熊金龙, 王维. 水热合成ZnO:Cd纳米棒的微结构及光致发光特性. 物理学报, 2014, 63(15): 157701. doi: 10.7498/aps.63.157701
    [6] 万步勇, 苑进社, 冯庆, 王奥. K,Na掺杂Cu-S纳米晶的水热合成及对结构、性能的影响. 物理学报, 2013, 62(17): 178102. doi: 10.7498/aps.62.178102
    [7] 李屹同, 沈谅平, 王浩, 汪汉斌. 水基ZnO纳米流体电导和热导性能研究 . 物理学报, 2013, 62(12): 124401. doi: 10.7498/aps.62.124401
    [8] 陈先梅, 王晓霞, 郜小勇, 赵显伟, 刘红涛, 张飒. 掺银氧化锌纳米棒的水热法制备研究. 物理学报, 2013, 62(5): 056104. doi: 10.7498/aps.62.056104
    [9] 李明阳, 于明朗, 苏庆, 刘雪芹, 谢二庆, 张晓倩. 生长在Si基底上VOX纳米管形貌的时间影响因子及其气敏性初探. 物理学报, 2012, 61(23): 236101. doi: 10.7498/aps.61.236101
    [10] 朱明原, 刘聪, 薄伟强, 舒佳武, 胡业旻, 金红明, 王世伟, 李瑛. 脉冲磁场下水热法制备Cr掺杂ZnO稀磁半导体晶体. 物理学报, 2012, 61(7): 078106. doi: 10.7498/aps.61.078106
    [11] 王世伟, 朱明原, 钟民, 刘聪, 李瑛, 胡业旻, 金红明. 脉冲磁场对水热法制备Mn掺杂ZnO稀磁半导体的影响. 物理学报, 2012, 61(19): 198103. doi: 10.7498/aps.61.198103
    [12] 刘佳, 徐玲玲, 张海霖, 吕威, 朱琳, 高红, 张喜田. 一步水热法在Al掺杂ZnO纳米盘上可控自组装合成ZnO纳米棒阵列. 物理学报, 2012, 61(2): 027802. doi: 10.7498/aps.61.027802
    [13] 孙家跃, 曹纯, 杜海燕. NaLa(MoO4)2∶Eu3+的水热调控合成与发光特性研究. 物理学报, 2011, 60(12): 127801. doi: 10.7498/aps.60.127801
    [14] 闫悦, 赵谡玲, 徐征, 龚伟, 王大伟. 多环类苝四甲酸二酐插入层对ZnO纳米棒和聚合物复合太阳电池性能的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 088803. doi: 10.7498/aps.60.088803
    [15] 新梅, 曹望和. 水热法制备ZnS:Cu,Tm超细X射线发光粉. 物理学报, 2010, 59(8): 5833-5838. doi: 10.7498/aps.59.5833
    [16] 黄金昭, 李世帅, 冯秀鹏. ZnO纳米棒的低温溶液法制备、光电特性研究及其在有机/无机复合电致发光中的应用. 物理学报, 2010, 59(8): 5839-5844. doi: 10.7498/aps.59.5839
    [17] 公茂刚, 许小亮, 曹自立, 刘远越, 朱海明. 两步法制备超疏水性ZnO纳米棒薄膜. 物理学报, 2009, 58(3): 1885-1889. doi: 10.7498/aps.58.1885
    [18] 张 苑, 赵 颖, 蔡 宁, 熊绍珍. 锐钛矿相TiO2纳米管的制备及其染料敏化太阳电池. 物理学报, 2008, 57(9): 5806-5809. doi: 10.7498/aps.57.5806
    [19] 孙 晖, 张琦锋, 吴锦雷. 基于氧化锌纳米线的紫外发光二极管. 物理学报, 2007, 56(6): 3479-3482. doi: 10.7498/aps.56.3479
    [20] 刘红霞, 周圣明, 李抒智, 杭 寅, 徐 军, 顾书林, 张 荣. 柱状ZnO阵列薄膜的生长及其发光特性. 物理学报, 2006, 55(3): 1398-1401. doi: 10.7498/aps.55.1398
计量
  • 文章访问数:  5483
  • PDF下载量:  1182
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-01
  • 修回日期:  2012-09-21
  • 刊出日期:  2013-02-05

醋酸锌热解温度对ZnO纳米棒的结构及光学性质的影响

  • 1. 郑州大学物理工程学院, 材料物理教育部重点实验室, 郑州 450052
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60807001)、河南省教育厅自然科学研究计划(批准号:2010A140017)和河南省高等学校青年骨干教师资助计划(批准号:2011GGJS-008)资助的课题.

摘要: 采用水热法在普通载玻片上热解醋酸锌生成的ZnO种子层上制备ZnO纳米棒, 采用 X射线衍射仪、扫描电镜、分光光度计等测试手段详细研究了醋酸锌热解温度对 ZnO纳米棒的结构和光学性质的影响. 结果表明: 纳米棒的结晶质量、端面尺寸、宏观应力和透射率与醋酸锌热解温度有密切关系. 随着热解温度的增加, ZnO纳米棒具有的c轴择优取向性先增强后减弱, 拉应力先减小后增大, 可见光区的平均透射率先增大后减小. 热解温度为350 ℃时, ZnO纳米棒c轴择优取向性最强, 拉应力最小, 平均透射率最大. 端面尺寸诱导的表面散射 是影响ZnO纳米棒可见光区平均透射率的主要机制.

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回