一维氧化锌纳米材料 制备、结构、性能及应用PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 纳米材料简介 1

1.2 ZnO纳米材料简介 5

参考文献 8

第2章 一维ZnO纳米材料的理论研究 12

2.1 第一性原理计算方法简介 12

2.2 包络函数法 16

2.3 电子结构的第一性原理研究 20

2.3.1 纳米材料电子态的影响因素 20

2.3.2 ZnO纳米材料禁带宽度的变化 23

2.3.3 氢钝化对ZnO纳米线的影响 27

2.3.4 掺杂ZnO纳米线的电子结构 28

2.4 电子结构的包络函数法研究 35

2.4.1 ZnO纳米线的光学性能 35

2.4.2 Mn掺杂ZnO纳米线的奇异磁性 38

2.5 结构、性能和应用的第一性原理研究 40

2.5.1 In掺杂实现ZnO纳米盘的极性生长 40

2.5.2 ZnO纳米线的高压结构相变 43

2.5.3 ZnO纳米线的禁带宽度随压强的变化 45

2.5.4 ZnO纳米线的力学性能 47

2.5.5 传感器工作原理的探讨 52

参考文献 53

第3章 一维ZnO纳米材料表征新技术 56

3.1 纳米尺度表征和测量的特殊性 56

3.2 STM-TEM组合表征测量系统 57

3.3 SEM原位操纵测试系统 60

3.4 扫描探针分析 64

参考文献 71

第4章 一维ZnO纳米材料的制备方法 72

4.1 气相沉积法 72

4.1.1 热蒸发化学气相沉积1——简单蒸气反应沉积法 73

4.1.2 热蒸发化学气相沉积2——碳热还原反应 88

4.1.3 热蒸发化学气相沉积3——MOCVD 96

4.1.4 热蒸发物理气相沉积 98

4.1.5 脉冲激光沉积 101

4.1.6 分子束外延法 102

4.1.7 射频磁控溅射法 103

4.2 液相反应法 105

4.2.1 液相直接反应法 105

4.2.2 电化学沉积法 112

4.2.3 模板法 114

4.2.4 溶胶-凝胶法 115

4.3 固态反应法 118

参考文献 121

第5章 一维ZnO纳米材料的形貌结构 133

5.1 纳米棒和四针状纳米棒 133

5.1.1 纳米棒 133

5.1.2 四针状纳米棒 136

5.2 纳米阵列 141

5.3 纳米线、纳米带 143

5.3.1 纳米线 143

5.3.2 纳米带 146

5.4 芯-壳结构 151

5.5 齿状纳米结构 154

5.6 其他形貌 162

5.7 结构缺陷 173

5.8 损伤与结构稳定性 179

5.8.1 高压相变研究 179

5.8.2 电致损伤 183

5.8.3 力学损伤 186

5.8.4 化学损伤 187

参考文献 188

第6章 一维ZnO纳米材料的生长机理 194

6.1 气-固机理 194

6.2 气-液-固机理 195

6.3 螺旋位错生长机理 199

6.4 极性面控制生长机理 201

6.5 模板辅助生长机理 206

6.6 生长过程的其他解释 207

参考文献 208

第7章 一维掺杂ZnO纳米材料的制备及结构 211

7.1 n型掺杂ZnO纳米材料 212

7.1.1 In掺杂一维ZnO纳米材料 212

7.1.2 Ga掺杂一维ZnO纳米材料 242

7.1.3 Sn掺杂一维ZnO纳米材料 249

7.1.4 S掺杂一维ZnO纳米材料 256

7.1.5 其他n型掺杂一维ZnO纳米材料 260

7.2 磁性元素掺杂ZnO基稀磁半导体材料 262

7.2.1 稀磁半导体简介 262

7.2.2 Mn掺杂一维ZnO纳米材料 266

7.2.3 Co掺杂一维ZnO纳米材料 275

7.2.4 Ni掺杂一维ZnO纳米材料 279

7.2.5 其他磁性掺杂ZnO纳米材料 282

7.3 p型掺杂ZnO纳米材料 285

7.3.1 p型掺杂ZnO纳米材料的研究现状 285

7.3.2 N元素的掺杂 287

7.3.3 P元素的掺杂 292

7.3.4 As元素的掺杂 295

7.3.5 Al、N共掺杂 295

7.3.6 Li元素的掺杂 297

参考文献 298

第8章 一维ZnO纳米材料的性能 308

8.1 力学性能 308

8.1.1 弹性模量 308

8.1.2 强度 313

8.1.3 塑性 314

8.2 场发射性能 314

8.2.1 单根纳米线的场发射性能 315

8.2.2 大面积纳米线的场发射性能 318

8.2.3 强流场发射性能 319

8.2.4 影响场发射性能的因素 320

8.3 电输运性能 323

8.3.1 纯ZnO纳米材料的电输运性能 323

8.3.2 掺杂ZnO纳米材料的电输运性能 330

8.4 稀磁性能 340

8.4.1 Mn掺杂ZnO纳米材料的磁性 340

8.4.2 Co掺杂ZnO纳米材料的磁性 345

8.4.3 Ni掺杂ZnO纳米材料的磁性 348

8.4.4 其他磁性掺杂工作 350

8.5 光学性能 351

8.5.1 光致发光性能 351

8.5.2 光散射性能 361

8.5.3 受激辐射与波导性能 368

8.6 其他性能 370

8.6.1 压电性能 370

8.6.2 光催化性能 372

8.6.3 光电性能 374

8.6.4 吸波性能 380

参考文献 384

第9章 一维ZnO纳米材料的应用 393

9.1 一维纳米材料器件的研究进展概述 394

9.2 光学器件 398

9.2.1 光致发光器件 398

9.2.2 电致发光器件 401

9.2.3 光传导器件 405

9.3 电子器件 407

9.3.1 二极管 407

9.3.2 三极管 410

9.3.3 多功能场效应晶体管 416

9.4 场发射器件 419

9.5 传感器件 424

9.5.1 湿度传感器 425

9.5.2 气敏传感器 426

9.5.3 生物传感器 431

9.5.4 压力传感器 433

9.5.5 其他传感器件 434

9.6 光伏器件 437

9.7 压电器件 444

参考文献 454