本文關(guān)鍵詞：氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的制備及在納米發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用　出處：《華南理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：Zn O是一種直接寬帶隙半導(dǎo)體,具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),通過不同的生長(zhǎng)工藝可制備出形貌各異,尺寸不同的納米結(jié)構(gòu)。由于其制備簡(jiǎn)單,生長(zhǎng)可控,Zn O納米材料目前廣泛應(yīng)用于LED、薄膜晶體管、太陽(yáng)能電池、納米發(fā)電機(jī)等高新產(chǎn)業(yè)。如何大規(guī)模、低成本的生長(zhǎng)高質(zhì)量的Zn O納米材料,受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文主要應(yīng)用一種新發(fā)展的生長(zhǎng)方法-水熱蒸汽法,采用乙二胺蒸汽制備Zn O納米材料。與傳統(tǒng)的水熱法在水溶液里面生長(zhǎng)不同,水熱蒸汽法在水溶液上方通過蒸汽生長(zhǎng),這避免基底受到溶液的大量腐蝕及晶體生長(zhǎng)受到溶液中沉淀物的影響。乙二胺可提供Zn O納米材料生長(zhǎng)所需的堿性生長(zhǎng)環(huán)境,同時(shí)可持續(xù)性地生長(zhǎng)增加Zn O納米材料的長(zhǎng)度。本文創(chuàng)新性的結(jié)合這兩個(gè)特點(diǎn),采用水熱蒸汽法,以乙二胺為反應(yīng)溶液,鋅片作為鋅源,同時(shí)也為基底,通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)了Zn O納米材料的可控生長(zhǎng),成功制備了高長(zhǎng)徑比(130:1)的一維Zn O納米棒陣列,以及在室溫下成功制備了Zn O納米片陣列,采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、光致發(fā)光譜(PL)和拉曼光譜(Raman)等測(cè)試手段對(duì)樣品進(jìn)行了表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和光電性能的表征和分析。本文采用水熱蒸汽法制備的Zn O納米材料試制納米發(fā)電機(jī)。通過制備兩種不同形貌的Zn O納米材料(納米棒和納米片),將其組裝成納米發(fā)電機(jī)。測(cè)試了兩種納米發(fā)電機(jī)的性能。主要研究了不同壓力、頻率、負(fù)載下納米發(fā)電機(jī)的電輸出特性,比較了不同形貌Zn O納米材料制備的納米發(fā)電機(jī)的差異,研究了納米發(fā)電機(jī)的工作原理,分析了提高納米發(fā)電機(jī)性能的方法。最后,通過對(duì)納米發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,我們制備的納米發(fā)電機(jī)成功點(diǎn)亮了40個(gè)型號(hào)為3R4SC的紅色LED,對(duì)1μF電容充電,由0 V到3 V,只需耗時(shí)7秒,納米發(fā)電機(jī)的單體輸出功率達(dá)到460m W/m。
[Abstract]:Zno is a direct wide band gap semiconductor with hexagonal wurtzite structure. Because of its simple preparation and controllable growth, ZnO nanostructures with different morphologies and sizes can be prepared by different growth processes. Zno nanomaterials are widely used in LED, thin film transistors, solar cells, nano-generators and other high-tech industries. How to grow high quality Zn-O nanomaterials on a large scale and low cost. In this paper, a newly developed growth method, hydrothermal vapor method, was used to prepare Zno nanomaterials by ethylenediamine vapor, which is different from the traditional hydrothermal method in aqueous solution growth. The hydrothermal vapor method grows over the aqueous solution by steam. This prevents the substrate from being corroded by the solution and the crystal growth affected by the precipitate in the solution. Ethylenediamine can provide the basic growth environment for the growth of ZnO nanomaterials. At the same time, the length of Zn-O nanomaterials can be increased by sustainable growth. In this paper, the hydrothermal vapor method was used to increase the length of Zn-O nanomaterials, using ethylenediamine as the reaction solution, zinc sheet as the zinc source, and also as the substrate. The controllable growth of ZnO nanomaterials was realized by adjusting the technological parameters, and the one-dimensional Zn O nanorod arrays with high aspect ratio of 130: 1) were successfully prepared. The ZnO nanoscale arrays were successfully prepared at room temperature by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The surface morphology of the samples was investigated by means of photoluminescence (PL) and Raman spectroscopy (Raman). Characterization and analysis of microstructure and optoelectronic properties. In this paper, nanocrystalline generators were prepared by hydrothermal vapor method. Two Zn-O nanomaterials with different morphologies were prepared. Nanorods and nanoparticles. The performance of two kinds of nano-generators was tested. The electrical output characteristics of nano-generators under different pressure, frequency and load were studied. The difference of nano-generator prepared by Zno nano-materials with different morphologies is compared, the working principle of nano-generator is studied, and the methods to improve the performance of nano-generator are analyzed. By optimizing the structure of the nano-generator, we successfully light up 40 red LEDs of 3R4SC and charge 1 渭 F capacitance from 0 V to 3 V. At 7 seconds, the output power of the nano generator is 460 MW / m.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1;O614.241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1379328