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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