论文部分内容阅读
一维氧化锌(ZnO)纳米材料因其特殊的性质和广泛的应用前景而在光电及光催化应用领域备受关注。本文主要对一维ZnO纳米材料的持续光电导(PPC)性质及光催化灭菌性能进行了研究。在单根ZnO纳米管上观测到了明显的PPC现象，通过对样品激发波长阈值的研究，我们发现了可能由缺陷态导致的亚带隙跃迁的存在，并研究了该缺陷态与PPC效应的关系。所得结论与ZnO PPC的浅施主缺陷态模型(氧空位缺陷模型)相一致，为PPC的氧空位缺陷模型提供了部分实验支持。
本文为了研究PPC的产生机理及探索其淬灭方法，根据ZnO PPC效应的氧空位模型理论，提出了光学方法淬灭PPC效应的假设，并在实验中验证了此方法的可行性。我们发现PPC效应所对应的较长的退激发时间可以通过红外光照的方法来明显缩短。通过对实验数据的分析，我们认为在红外光淬灭PPC的过程中，除了由氧空位晶格弛豫势垒所导致的PPC淬灭过程，还存在着红外光对ZnO亚能级的激发过程。基于以上模型，红外光对PPC的调制行为可以被很好地解释。同时，该结果对提高基于一维ZnO纳米材料光电器件的性能及拓展PPC效应在光存储器方面的应用具有重要意义。为了提高一维ZnO纳米材料的光催化效率，并最终得到便于回收利用的ZnO高效光催化产品，我们通过电化学沉积法将Cu2O量子点修饰于垂直生长在ITO导电基底上的ZnO纳米线阵列表面，得到了Cu2O量子点均匀分布于ZnO纳米线表面的复合结构。得益于这种结构，样品相对于未修饰Cu2O量子点的ZnO纳米线阵列具有明显增强的光催化灭菌效果。该结构可在太阳光下使用且便于回收利用，将在环境治理领域具有重要应用前景。