第1章 概况 1
1.1 纳米技术的提出与发展 2
1.2 纳米材料的特性 7
1.2.1 量子尺寸效应 8
1.2.2 小尺寸效应 10
1.2.3 表面效应 12
1.2.4 宏观量子隧道效应与库仑堵塞效应 13
1.3 纳米材料的应用 15
1.3.1 化工领域的应用 15
1.3.2 在电子技术中的应用 16
1.3.3 在生物医学中的应用 17
1.3.4 在军事中的应用 18
1.4 纳米氧化锌与金刚石概况 20
1.4.1 纳米氧化锌简介 20
1.4.2 纳米氧化锌应用 22
1.4.3 金刚石简介 26
1.4.4 纳米氧化锌与金刚石复合材料研究进展 30
参考文献 33
第2章 ZnO与金刚石复合材料的制备方法 34
2.1 气相沉积法 35
2.1.1 热蒸发法 35
2.1.2 分子束外延法 39
2.1.3 射频磁控溅射法 41
2.2 液相沉积法 45
2.2.1 电化学沉积法 45
2.2.2 模板辅助生长法 49
2.2.3 溶胶凝胶法 53
2.2.4 水热合成法 59
2.3 金刚石复合材料的制备方法 66
2.3.1 金刚石复合材料研究现状 66
2.3.2 金刚石制备方法 69
参考文献 74
第3章 ZnO与金刚石复合材料表征测试手段 84
3.1 表征方法 85
3.1.1 扫描电子显微镜 85
3.1.2 透射电子显微镜 90
3.1.3 激光拉曼光谱 96
3.1.4 X射线衍射 98
3.2 测试手段 102
3.2.1 光致发光光谱 102
3.2.2 电流-电压测试 104
3.2.3 光催化测试 106
参考文献 113
第4章 ZnO纳米材料的理论研究 117
4.1 第一性原理 118
4.1.1 第一性原理简介 118
4.1.2 密度泛函理论 119
4.1.3 CASTEP简介 123
4.2 ZnO电子结构的第一性原理研究 126
4.2.1 ZnO中的本征点缺陷 126
4.2.2 掺杂ZnO纳米材料的理论研究 128
4.2.3 掺杂ZnO纳米材料计算 130
参考文献 132
第5章 B-ZnO／p-diamond制备及性质的研究 137
5.1 引言 138
5.2 B-ZnO／p-diamond制备 138
5.2.1 B掺杂ZnO纳米棒的制备 138
5.2.2 硼掺杂CVD金刚石膜的制备 141
5.2.3 ZnO籽晶层的制备 141
5.2.4 ZnO纳米棒的制备 142
5.3 实验结果与分析 142
5.3.1 ZnO纳米棒阵列的结构、形貌与成分分析 143
5.3.2 ZnO纳米棒／金刚石光学、电学及光催化性质 147
参考文献 153
第6章 金刚石粉对ZnO纳米棒生长及性质的研究 155
6.1 纳米金刚石简介 156
6.1.1 纳米金刚石材料的应用现状 156
6.1.2 纳米金刚石的制备方法与特点 159
6.2 制备掺杂金刚石粉的ZnO纳米棒 162
6.2.1 ZnO籽晶层的制备 162
6.2.2 纳米金刚石粉掺杂ZnO纳米棒 162
6.3 实验结果与表征 163
6.3.1 纳米金刚石粉 163
6.3.2 ZnO纳米棒的形貌结构 164
6.3.3 实验结果与分析 165
6.4 其他因素对ZnO纳米棒的影响 168
6.4.1 不同粒晶的金刚石粉对ZnO纳米棒的影响 168
6.4.2 金刚石粉浓度对ZnO纳米棒的影响 169
6.4.3 不同过渡层对ZnO纳米结构的影响 170
参考文献 171
第7章 铕掺杂ZnO纳米棒与金刚石的复合结构 174
7.1 稀土元素简介 175
7.1.1 稀土元素概述 175
7.1.2 铕掺杂ZnO简介 176
7.2 铕掺杂ZnO／金刚石实验结果及表征 177
7.2.1 Eu掺杂ZnO纳米棒／金刚石形貌、电场分析 177
7.2.2 Eu掺杂ZnO纳米棒／金刚石表征 180
7.2.3 Eu掺杂ZnO纳米棒／金刚石电学性质 181
参考文献 184
附录 论文 187