ZAO纳米粉体的制备及其在红外隐身中的应用研究解析VIP免费

ZAO纳米粉体的制备及其在红外隐身中的应用研究／岳春晓等139ZAO纳米粉体的制备及其在红外隐身中的应用研究*岳春晓1，姚兰芳1，汪国庆2，鲁凤芹1，关飞飞1，谢伏将1(1上海理工大学理学院，上海200093；2上海暄洋纳米科技有限公司，上海201611)摘要采用溶胶一凝胶法制备了铝掺杂氧化锌(ZA0)纳米粉体。使用X射线衍射仪(Ⅺm)研究了A1203掺杂对ZnO物相结构和晶粒度的影响，结果表明，A1离子的掺杂并没改变Z110的晶体结构，A13+对Zn2+的替位掺杂使晶格发生畸变，衍射角偏离，随Al离子掺杂浓度的增加，晶体的平均粒径减小。对ZAO纳米粉体样品的红外吸收特性分析表明：随Al离子掺杂浓度的增加，红外吸收出现蓝移。理论分析得出适当调节ZAO载流子浓度可以制备低红外发射率材料。关键词溶胶一凝胶法铝掺杂氧化锌晶格畸变红外特性’中图分类号：0482ResearchonderandItsAONanometerPowPreparationofZApplicationinInfraredStealthYUEChunxia01，YAOLIEFujian91anfan91，WANGGuoqin92，LUFengqinl，GUANFeifeil，X(12DepartmentofPhysics，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093；ShanghaiSUNVEANanometerTechnologyLimitedCorporationLtd，Shanghai201611)AbstracttallizationO)nanometerpowethod．Thestructure，crys—derispreparedbythesol-gelmA13+-dopedZnO(ZAareandinfraredabsorbencyofZA0powderstructureofZnophaseistOnotstudiedwithXRDandinfraredspectra．ResultsofXRDshowthatthecrystalinfluencedbasicallywhenAIs+isdopedin。andtheshiftofthediffractionangleissupposedberesultedfromthereplacem13+forZn2+resultingindistortionofcrystallattice．andtheentofAAObecomessmallerwiththeincreaseofA13+content．TheinfraredspectraindieatesthattheinfraredparticlesizeofZabsorbencyofemissivitycanZAOmanometerpowiththeaddedAP+contents．AsyntheticderchangeswmatefialhavinglowinfraredbeobtainedbycontrollingcarrierconcentrationofZAOintheory．ordsKeywsol-gelmethod，A13+-dopedZn0，distortionofcrystallattice，infraredabsorbency氧化锌(zn0)是一种宽禁带(3．3eV左右)n型氧化物半导体，具有六角纤锌矿晶体结构，容易产生缺陷和进行杂质掺杂。透明的ZA0半导体薄膜在可见光谱区具有透过率高和电阻率低等优良的光电性能[1]，在屏幕显示、太阳能电池和热屏蔽等众多领域都有重要的应用前景[2]。氧化物半导体材料是近年来新兴的有效的红外隐身材料之一，掺杂氧化物半导体材料具有较高浓度的自由电子气模式，其光谱特性随自由载流子浓度的改变而变化，控制掺杂浓度可以使材料在红外波段具有高反射率和低发射率，从而实现红外隐身Is,4]。王自荣等用高温烧结的ITO粉料为填料制备涂层，并对其光谱特性以及8～14ttm波段的红外发射率等进行了较为详细的研究[s一]。ZAO作为ITO的替代材料，不仅具有与ITO相比拟的光电性质，并且原材料储藏丰富、价格低廉、无毒性、化学稳定性高。目前对ZA0的研究主要集中于ZAO薄膜的制备和薄膜的光电性能及组织结构『7～，而对粉体的制备及粉体的红外性能的研究鲜见报道。本实验采用溶胶一凝胶工艺制备出不同AJ离子掺杂浓度的ZAo纳米粉体样品，并对样品的红外吸收特性进行研究，重点*上海理工大学博士启动基金岳春晓：女，硕士研究生分析了改变～离子掺杂浓度和热处理温度对样品的晶体结构及红外吸收性能的影响。1制备与表征Zn0溶胶的制备：采用二水合醋酸锌I-Zn(CHsC00)22Hz03(分析纯)作为前驱体，乙二醇甲醚和无水乙醇为溶剂，混合后加入与醋酸锌等摩尔的乙醇氨，充分搅拌得到透明均匀的ZnO溶胶。Alz03溶胶的制备：以异丙醇铝[(C3H，0)aAll为前驱体，在85℃下水解反应生成7-AIOOH(勃姆石)沉淀，再以浓硝酸(HNOs)为胶溶剂，回流数小时后形成A1203溶胶。将两种溶胶按不同比例混合(A13+离子摩尔含量分别为1．1％、2．45％、4％、5％)，得到不同A13十离子浓度的复合溶胶。陈化使溶胶凝胶后，分别在450℃、650℃和850℃下热处理2h，得到ZAO纳米粉体样品。采用x射线衍射仪(同济大学材料学院)对样品的晶型进行分析，测试条件...