ZnGa₂O₄,屬于三元尖晶石材料的一種,也是一種新型的n型寬帶隙半導(dǎo)體材料,由于其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性以及寬帶隙（4.4?4.7 eV）,該化合物在發(fā)光二極管、光電探測(cè)器、光催化、平板顯示和生物光學(xué)成像、太陽(yáng)能電池等許多領(lǐng)域的應(yīng)用均受到了廣泛的關(guān)注。本論文主要以硝酸鎵為鎵源、醋酸鋅和氧化鋅為鋅源,分別采用一步水熱法和兩步處理法制備出了不同形貌和熒光性能的納米ZnGa₂O₄,然后通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線粉末衍射儀（XRD）、熒光分光光度儀、傅里葉紅外光譜儀（IR）、X射線能譜儀（EDS）和熱重-差示分析儀（TG-DSC）等對(duì)制得樣品的形貌、純度、組成、結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了一系列表征。具體的研究?jī)?nèi)容及表征分析結(jié)果如下:（1）通過(guò)單因素變量系統(tǒng)地探討了以硝酸鎵和醋酸鋅為原料一鍋水熱合成納米ZnGa₂O₄過(guò)程中改變堿的種類時(shí)反應(yīng)參數(shù)對(duì)制得產(chǎn)物的形貌、純度及性能的影響規(guī)律,從而優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,制得到了熒光性能良好的純納米ZnGa₂... 

【文章來(lái)源】：湖南科技大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

稀有金屬的分類圖

有的比例將會(huì)大幅度的提高，這會(huì)使得納米材料擁有吸附性、光吸收性及熔點(diǎn)不穩(wěn)定等特性。因此，由于納米材料具有的特殊性能，常將其應(yīng)用于光電器件、檢測(cè)傳感器、涂料開發(fā)改善、紡織工業(yè)、環(huán)境修復(fù)、醫(yī)療、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域[3-7]。稀有金屬(raremetals)，它指的是在自然界中儲(chǔ)存量和分布范圍稀少，難以從原料中提取，且在過(guò)去極少被人們提到和應(yīng)用的一類元素的總稱，其最早是在19世紀(jì)時(shí)被人們所提到，直到20世紀(jì)20年代才在該基礎(chǔ)上被定名為“稀有金屬”[8]。分類上，其按照存在狀態(tài)、物理化學(xué)性質(zhì)及生產(chǎn)工藝等一般可分為五類，圖1是稀有金屬的具體分類圖1.1稀有金屬的分類圖Fig.1.1Theclassificationmapofraremetals稀有金屬稀有分散金屬例：鎵、銦、鍺以及硒、碲等稀有放射性金屬例：鈁、鐳、釙、錒、釷、鈾等稀有輕金屬例：鋰、銣、銫、鈹稀有稀土金屬例：鈧、釔及鑭系元素等稀有難熔金屬例：鈦、鋯、鉬、鎢等

-3-它又是一種新型n型寬帶隙半導(dǎo)體發(fā)光材料，由于其與傳統(tǒng)的硫化物熒光粉相比較，具有良好的熱穩(wěn)定性[18]、化學(xué)穩(wěn)定性[19]、機(jī)械穩(wěn)定性以及優(yōu)異的陰極發(fā)光和光致發(fā)光等性能，因此在很多領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。圖1.2尖晶石的晶胞結(jié)構(gòu)Fig.1.2Thecellstructureofspinel自1978年NITTAKOJI等人在專利中首次提到熒光物質(zhì)ZnGa2O4:Mn以來(lái)，納米ZnGa2O4一直備受世界研究者的青睞，并引起了大家極大的興趣。通常，ZnGa2O4在紫外光和低能量電子激發(fā)下，由于自我敏化作用能發(fā)出很純的藍(lán)光，K.Somasundaram等人[16]總結(jié)前人結(jié)論認(rèn)為這種發(fā)射的起源主要是ZnGa2O4晶格中與GaGa6結(jié)構(gòu)單元相對(duì)應(yīng)的自激活中心，然后又通過(guò)實(shí)驗(yàn)首次從銪摻雜的ZnGa2O4粉末樣品中觀察到藍(lán)色電致發(fā)光，并研究推測(cè)其產(chǎn)生藍(lán)色發(fā)射的原因?yàn)樵诎嗣骟w晶格中Zn2+配位點(diǎn)存在Eu2+。但當(dāng)摻入不同的發(fā)光金屬元素（如：過(guò)渡金屬和鑭系元素）時(shí)，則可發(fā)出各種顏色的色光[20]，而且其本身的性能也會(huì)發(fā)生變化，例如摻入Mn2+[21]和Tb3+[22]會(huì)產(chǎn)生綠光發(fā)射、Cr3+會(huì)產(chǎn)生紅光發(fā)射[23]、Dy3+會(huì)產(chǎn)生白光發(fā)射[24]等，當(dāng)將Bi3+/Eu3+進(jìn)行共摻雜時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生持續(xù)發(fā)光，該特點(diǎn)可以應(yīng)用于大型儀器的光學(xué)設(shè)備和生物體成像技術(shù)中。ZnGa2O4除了是一種具有潛力的發(fā)光材料，同時(shí)還是對(duì)還原性氣體有高靈敏度的氣敏材料，而且其也可以被用做光催化劑，并在光催化降解有機(jī)燃料污染物、水、無(wú)機(jī)污染物或還原氣體分子等方面表現(xiàn)出優(yōu)秀的光催化性能。1.2ZnGa2O4的制備及形貌調(diào)控不同的形成過(guò)程可能都會(huì)產(chǎn)生具有獨(dú)特形貌，尺寸分布和微觀結(jié)構(gòu)特征的相應(yīng)產(chǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：2975479