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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

自美国著名的物理学家richard feynmen发现起，纳米材料就由于其具有的表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道等特殊性质，迅速发展成为国内外研究的重要课题。而随着纳米技术的发展，诸如纳米线、纳米管、纳米环等的一维半导体材料由于其具有独特的物理化学特性而备受关注。zno纳米线具有超高的机械强度、高发光效率、较低的激光发射阈值、高化学稳定性在制备纳米电子器件及纳米光电子器件等领域具有广泛应用。从2001年发现单根的六方纤锌矿一结构氧化锌纳米线可以产生紫外激光以来，zno纳米线的光致发光特性就成为国内外的研究热点。同时为了制备更高质量的氧化锌纳米线，对其基本性质，晶体结构以及制备方法和测试方法的研究显得尤为重要，而低温廉价的水热法制备方法也为光电器件市场化提供有利环境。

国内外研究现状

由于zno的禁带宽度大于可见光的光子能量（3.37ev），可见光的照射不能引起本征激发，所以它对可见光是透明的，可广泛用于关做透明材料。光致发光是zno重要的发射性能之一。发光是物体内部将以某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程，发生辐射跃迁过程的实体被称为发光中心。半导体材料受到激发后，电子由于吸收光子能量而处于激发态，由于激发态是不稳定的，这些处于激发态的点子通过多种辐射合，导致光致发光的产生。光致发光谱已成为监测和研究半导体本证和非本征性质的最常用的一种光谱方法。研究zno纳米材料种子法辐射机理对与改善他的光学性质，进一步认识它的受辐射规律，设计使用的光电子材料与器件都非常重要。许多学者已经对zno纳米材料的紫外以及绿光发光机理进行了较深入的研究，并且得出类似结论：紫外辐射来自近带边跃迁，包括自由激子复合、中性施主束缚激子的复合、双激子复合、施主受主对复合等等，绿光的辐射则与zno中的缺陷有关，朱光平，王马华选用纳米网络阵列和微观结构分别获得了紫外放大自发辐射（ase）和受激辐射，分析了紫外ase可以作为zno紫外激光的替代光源的可能性。随着多种zno纳米结构制备成功及室温下受激辐射现象的发现作为纤锌矿结构的典型代表，zno具有三个取向的生长方向。据此利用气相运输法，通过生长调节控制，可制备出棒状，网络状，管状，梳妆和碟状等多种形状zno纳米结构。在上述纳米结构中，线状结构，特别是可单独分离的线状zno纳米结构，无论在zno纳米结构性能分析及理论研究上，或在新型光电器件与传感设计研究中都具有特别重要的意义。有关研究都证明，zno纳米材料的光学性能直接受材料的结构与形貌制约，尤其是低维纳米材料拥有更好的性能。王马华，朱广平研究发现低浓度的锰掺杂对纳米氧化锌四足晶须样品紫外光激发下的发光特性有较大影响。由此看来，对于纳米氧化锌光学特性的改善，需要从纳米氧化锌材料的结构和形貌，以及过渡元素的掺杂水平等因素进行研究，以期获得低阈值的紫外激光发射，成为短波光电器件的理想材料。同时zno又具备独特的微结构与光电功能，以及低廉的价格，良好的抗辐射能力以及环保无毒等特点，作为新型理想的光电子材料已经引起人们广泛的研究兴趣。

2. 研究的基本内容