ZnO纳米片组装的微球和层状集聚体的控制合成及其发光性质

通过锌片与水分别在乙二醇和乙二胺中120℃反应12h，直接在锌片上原位合成出ZnO纳米片组装的微球和层状集聚体。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对产物进行了表征和分析。结果表明，在乙二醇中得到的直径为0.3～2μmZnO微球是由直径为30～50nm纤锌矿结构的ZnO纳米片通过氢键组装而成；在乙二胺中得到的层状集聚体是由20～30nm的纤锌矿结构的ZnO纳米片通过氢键组装成尺寸约为450×900nm纳米片，这些较大尺寸纳米片再通过范德华力组装而成。研究了乙二醇和乙二胺在ZnO微球和层状集聚体形成过程中的作用并提出了可能的生长机理。在波长为300nm光的激发下，发现ZnO微球和层状集聚体具有发光峰位于397nm强的紫外光发光、485和520nm弱的蓝绿光发光，它们分别起源于ZnO宽带隙的激子发射，氧空位与间隙氧之间的跃迁以及表面上离子化氧空位中的电子与价带中光激发的空穴之间的复合。