1、近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)和電子工業(yè)的高速發(fā)展，使得電磁輻射污染成為一個(gè)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。而納米科技的飛速發(fā)展為解決能源與環(huán)境危機(jī)提供了諸多的機(jī)遇與廣闊的前景。ZnO納米材料以其在電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、和熱學(xué)方面展現(xiàn)出的優(yōu)異特性，從而在激光器、變頻器、生物傳感器、氣敏元件及納米儲(chǔ)能器件等方面具有的應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。而由于其低密度、輕質(zhì)量、優(yōu)異的半導(dǎo)體性能以及它能大量制備的特點(diǎn)，同時(shí)ZnO成為一種新穎而優(yōu)異的微波吸收材料。本論文以納米材料的制備

2、和應(yīng)用為背景，以ZnO納米功能材料的制備與表征為重點(diǎn)，報(bào)道了不同形貌的ZnO納米材料的制備及其電磁波吸收與防護(hù)性能的研究成果。主要研究的內(nèi)容及成果如下： 1、以鋅粉和氧氣為原料，采用金屬熱蒸發(fā)化學(xué)氣相沉積方法制備出了不同形貌的ZnO一維納米棒和二維梳子狀結(jié)構(gòu)。測(cè)試發(fā)現(xiàn)樣品的形貌、結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)節(jié)以下四種因素來(lái)控制：反應(yīng)溫度、原料與模板之間的距離、原料的種類、模板的種類。我們結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，利用化學(xué)氣相沉積中的結(jié)晶成核理論對(duì)不同形貌

3、納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理做出了理論上的解釋，闡述了ZnO的晶體極性與其豐富形貌之間的內(nèi)在聯(lián)系。用光致發(fā)光分析研究了這些ZnO納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性。發(fā)現(xiàn)所制備出的ZnO納米結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的綠色發(fā)光帶。 2、通過(guò)改進(jìn)的二步化學(xué)氣相沉積方法快速制備了整齊一致的分層次ZnO納米樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，也就是許多整齊一致的ZnO納米棒生長(zhǎng)在初級(jí)單晶ZnO納米線的表面。我們制備的次級(jí)ZnO納米棒分支相對(duì)于初級(jí)ZnO納米線來(lái)說(shuō)具有獨(dú)特的各向同性均一輻射狀的對(duì)稱性，和其

4、他研究小組得到的六角對(duì)稱結(jié)構(gòu)不同。我們細(xì)致研究了它的形貌及界面細(xì)微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其二次生長(zhǎng)的ZnO納米棒和初級(jí)ZnO納米線模板之間并不是晶體取向外延的關(guān)系，這一現(xiàn)象是因?yàn)樵诳焖偕L(zhǎng)過(guò)程中的很高的升溫速率導(dǎo)致的。我們還提出了這一現(xiàn)象其獨(dú)特的結(jié)晶成核理論生長(zhǎng)的機(jī)理，并研究了其在不同生長(zhǎng)條件下的光致發(fā)光光譜，解釋了其發(fā)光與生長(zhǎng)條件、缺陷之間的關(guān)系。分層次全向?qū)ΨQ性的ZnO樹(shù)狀納米結(jié)構(gòu)可能在例如場(chǎng)發(fā)射、光伏器件、透明電磁波防護(hù)、超級(jí)電容器、太陽(yáng)能電

5、磁等很多方面都有應(yīng)用的前景，特別是在那些不僅要求高的比表面積而且還要求結(jié)構(gòu)完整性的復(fù)合功能性納米器件，如全向激光發(fā)射器、微管清理裝置、樹(shù)狀生物傳感器等方面的應(yīng)用前景十分廣闊。 3、對(duì)ZnO一維納米棒、二維納米梳、三維納米樹(shù)狀結(jié)構(gòu)與石蠟的復(fù)合納米材料進(jìn)行了微波吸收性能的測(cè)試與研究，發(fā)現(xiàn)三種結(jié)構(gòu)都具有吸波特性，而且二維納米梳、三維納米樹(shù)狀結(jié)構(gòu)復(fù)合吸波材料的性能都及其優(yōu)異。對(duì)梳子狀的ZnO納米結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，當(dāng)ZnO梳子狀50％體積比的納米

6、復(fù)合層厚度為2.5 mm時(shí)，其損耗達(dá)到了最大值，在頻率11 GHz附近達(dá)到了-12 dB。而對(duì)于60％體積比的ZnO納米樹(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)合吸波材料來(lái)說(shuō)，其厚度為4.0mm時(shí)衰減最大值在4.2GHz附近達(dá)到了驚人的-58 dB。對(duì)比ZnO的形貌、結(jié)構(gòu)對(duì)其復(fù)合材料吸波性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增加其吸波性能也顯著增加，在此基礎(chǔ)上提出了復(fù)雜結(jié)構(gòu)納米吸波材料的概念。并著重對(duì)三維樹(shù)狀ZnO納米復(fù)合材料不同含量、不同厚度的樣品進(jìn)行細(xì)致地對(duì)比研究，得出