ZnO纳米阵列的制备和稀土掺杂工艺及其发光性能的研究

来源期刊：材料导报2011年第14期

论文作者：赵世华

关键词：阳极氧化铝膜;电场辅助沉积;纳米阵列;光致发光;电子跃迁;

摘    要：以制备氧化铝模板为前提,采用电场辅助沉积法制备了纳米针尖阵列、纳米管阵列和纳米线阵列。利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、能谱仪、热重分析等检测手段对制备的样品进行了相应的分析和表征。采用近场光学扫描显微镜和荧光分光光度计研究了样品的发光性能,并分析了发光机理。本实验的研究步骤、内容及得到的结论如下:（1）通过二次阳极氧化法制备了高度有序的氧化铝模板。在草酸溶液中合成了半壁氧化铝纳米管阵列,其阵列在302nm处的发射峰是由1B→1A的电子跃迁引起的,属于F+型发光。最后制备了氧化铝微米树,其树干的形成沿不同方向生长,呈明显的X交叉型生长模式。（2）制备出ZnO纳米针尖阵列。通过X射线衍射分析和高分辨图,可以判断该ZnO为多晶结构,且在[101]方向上有择优生长的趋势。随着退火温度的升高和退火时间的延长,510nm处的绿光发射带减弱,而379nm附近的带边发射增强。（3）合成了ZnO∶Tb3+纳米管阵列。通过对发射光谱图的分析,可以判断344nm处新的紫外发射带是由氧化铝模板本身发光而产生的。（4）合成了ZnO∶Eu3+纳米线阵列。高分辨透射电镜图和傅里叶变换可以断定该ZnO∶Eu3+纳米线是单晶结构,并且沿着[0001]方向择优生长。通过对荧光光谱图的分析,认为ZnO基质与掺杂Eu3+之间存在能量传递。而306nm处新的紫外发射峰是由氧化铝模板本身发光产生的。