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第３３卷 ， 第１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　光２０１３ 年１０ 月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　谱学与光谱分析Ｖｏ ｌ ．３３，Ｎｏ ．１０，ｐｐ２７６２ ２７６５Ｏ ｃ ｔｏｂ ｅ ｒ，２０１３。樱 ｅ ｃ ｔ ｒｏ ｓ ｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌｙ ｓ ｉ ｓ　聚乙烯亚胺对氧化锌纳米阵列形貌的影响张春梅， 姚凤兰， 齐　磊， 吴秋芳， 王思思， 孟　涛北京印刷学院， 北京。保埃玻叮埃罢∫〔捎没С恋矸， 以 硝酸锌和六次亚甲 基四 胺的 水溶液为 生 长溶液， 在涂覆氧化 锌晶 种 层 的 玻璃衬底上制备了 定向 生长的氧化锌纳米棒阵列 ， 并研究了 添加 剂 聚乙 烯亚胺的 浓度 对氧化 锌纳 米棒形 貌 和 结构的影响。Ｘ 射线衍射和场发射扫描电 镜的结果表明 ， 合成的氧化锌纳米棒阵列 较为均匀致密， 具有六方纤锌矿结构， 且有沿（００２） 晶 面择优生长的特性； 随着聚乙 烯亚胺浓度 的 增 加， 氧化 锌纳 米棒的 直径减。 直径分布趋于均匀 ， 且氧化锌纳米棒的形貌 也从锥状转变为柱状结构； 另 外， 聚乙 烯亚胺的加入对氧化锌的生长速度具有抑制作用， 当聚乙 烯亚胺的浓度增加至０ ．０１２ ｍ ｏ ｌ·Ｌ－１时， 无氧化锌阵列 生长。 对氧化锌纳米棒阵列 进行了 拉曼光谱表征， 结果表明 ， 随着溶液中 聚 乙 烯亚胺浓度的 增 加， 氧化 锌纳 米棒的 氧空 位 缺陷 减少。 最后， 对聚乙 烯亚胺浓度对氧化锌纳米阵列 影响的机理进行了 探讨。关键词　聚乙 烯亚胺； 氧化锌纳米阵列 ； 化学沉淀法中 图分类号： Ｏ ６１４　 　文献标识码： Ａ　 　 　 犇犗 犐：１０ ．３９６４／ｊ ．ｉ ｓ ｓｎ ．１０００ ０５９３（２０１３）１０ ２７６２ ０４　收稿日 期：２０１３ ０５ ０８， 修订日 期：２０１３ ０８ ０６　基金项目 ： 北京市属 高等学校人才强教计划资助项目 （ＰＨＲ ２０１１０７１４５） 资助　作者简介 ： 张春梅， 女，１９７９ 年生， 北京印 刷学院基础部讲师　 。 ｍ ａ ｉ ｌ：ｚｈ ａｎｇ ｃｈｕｎｍ ｅ ｉ＠ｂ ｉｇ ｃ．ｅｄｕ．ｃｎ通讯联系 人　 。 ｍ ａ ｉ ｌ：ｔｍ ｅｎｇ＠ｂ ｉｇ ｃ．ｅｄｕ．ｃｎ引　言　 　氧化锌是一种直接带隙半导体材料， 在室温下禁带宽度为３ ．３７ ｅＶ， 激 子 束 缚 能 高 达６０ ｍ ｅＶ。 由 于 具 有 优 良 的 光学、 电 学特性， 氧化锌材料广 泛应用 于发光二极 管［１］、 有 机太阳能电 池、 染料敏化 太阳 能电 池［２］、 气 敏传感 器［３］、 短 波激光器［４］等领域。 由 于氧化锌的纳米阵列 结构具有定向 生长的特性和高比 表面积， 可用于制 备气敏传感器、 有 机太阳 能电 池和染料敏化电 池的电 子传输层等。 目 前制 备氧化锌纳 米阵列 的方法主要有物理气相沉积法、 化 学气相 沉 积 法、 电 化学沉积 法、 模板法、 水热法、 化 学沉 淀法等。 其中 化 学沉 淀法具有制备方法简单， 反应温度低、 参数容易 控制 等优 点 而被广泛采纳 。 化学 沉 淀法 采 用 的 溶 液 体系 主 要 有 硝 酸锌六次亚甲 基四胺体系 和乙 酸锌氢 氧化 钠 体系［５ ７］。 本文采 用 硝酸锌六次亚甲 基四 胺体系 制 备 氧 化 锌 纳 米 阵 列 ， 并 研究 了添加剂聚乙 烯亚胺（ＰＥ Ｉ） 的浓度对纳米阵列 形貌的影响。１　实验部分　 　将玻璃基片分别用无水乙 醇， 丙酮和 去离子水超声清洗１５ ｍ ｉｎ， 并用氮气吹干。 用匀胶机在基片上旋涂１００μＬ 的乙酸锌乙 醇溶液， 转 速为１ ２００ ｒ· ｍ ｉｎ－１， 旋涂 时 间 为５０ ｓ，其中 乙 醇中 乙 酸锌浓度为０ ．００５ ｍｏ ｌ·Ｌ－１。 将旋涂好的基片在马弗炉中３００ ℃热处理３０ ｍ ｉｎ， 即可在基底上得到一层致密的氧化锌晶 种薄膜。将六水合硝酸锌和 六 次亚甲 基四 胺以 等摩 尔 浓 度 混 合，配制成生长溶液， 其中 硝酸锌的浓度为０ ．０２５ ｍｏ ｌ·Ｌ－１。 添加剂聚乙 烯亚胺（ＰＥ Ｉ） 的 浓度选取为０，０ ．００５，０ ．０１，０ ．０１２ｍ ｏ ｌ·Ｌ－１。 将有氧化锌纳米薄膜修饰的基底放置在配制好的生长溶液中 ， 在８８ ℃下生长１ ｈ。 样品 取出 后， 用 去离子水清洗样品 并常温干燥。利用 Ｘ 射线 衍射仪（ＸＲＤ， Ｂ ｒｕｋ ｅ ｒ Ｄ ８ Ａｄｖ ａｎ ｃ ｅ） 测 定 样品 的晶 型结构； 利 用 场 发 射 扫 描 电 子 显 微 镜 （ＦＥ ＳＥＭ） （ 日立，Ｓ ４８００） 观察样品 的表面形貌 ； 利 用 显微共焦 拉曼 光谱仪（Ｒ ｅｎ ｉ ｓｈ ａｗ，ＲＭ ２０００） 测 量 了 氧 化 锌 阵 列 的 拉 曼 光 谱， 激发波长为５１４ ｎｍ。２　结果与讨论　 　图１ 为氧化锌晶 种层的场发射扫 描电 镜图 。 从图１ 中 可以 看出 ， 当玻璃衬底表面旋涂乙 酸锌乙 醇溶液并烧结后， 玻璃衬底表面生 长 了 一 层 致 密 的 氧 化 锌 晶 种 层， 直 径 较 为 均匀 ， 晶 种大小为１０ ｎｍ 左右。 均匀 致密的氧化锌晶 种层为 纳