田晓亮 孙婉婷 谢明政 井立强

(黑龙江大学化学化工与材料学院，功能无机材料化学教育部重点实验室，哈尔滨 150080)

ZnO纳米棒阵列在TiO2介孔薄膜上的生长及其表征

田晓亮 孙婉婷 谢明政 井立强＊

(黑龙江大学化学化工与材料学院，功能无机材料化学教育部重点实验室，哈尔滨 150080)

通过低温水热法成功地将ZnO纳米棒阵列定向生长在了介孔锐钛矿TiO2纳米晶薄膜上，并主要利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和光致发光光谱等对其进行了表征。所制备的纳米棒具有六边形的端面，纳米棒的尺寸及端面边长分布范围窄，并且沿c轴方向(002)表现出了明显的择优化生长。此外，相比于玻璃基底或TiO2纳米颗粒薄膜，生长在介孔TiO2薄膜上的ZnO纳米棒阵列表现出了较好的取向生长，表明基底的表面结构和组成对ZnO纳米棒阵列的生长有显著的影响。根据基底有序的多孔结构，讨论了纳米棒阵列可能的生长机理。所得到的ZnO纳米棒阵列在室温下分别表现出了以370 nm为中心的强近紫外光和以530 nm为中心的弱绿光两条荧光谱带。

纳米结构薄膜；氧化锌纳米棒阵列；晶体生长；光致发光

0 引 言

ZnO是一种直接宽带隙 (3.37 eV)半导体氧化物，并且是具有广泛应用前景的紫外光电材料[1-2]。相比于传统的半导体材料，如Si(14.7 meV)，ZnS(37 meV)和GaN(25 meV)，ZnO具有更大的激子束缚能(60meV)。这个特点使其在室温下具有低的激光阈值[3]。在众多纳米结构中，取向生长的ZnO纳米棒或纳米线在激光发射[4-5]，气体传感[6-9]以及场发射[10-12]等领域展示出了引人注目的性能。……