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水热合成并热退火处理的ZnO/ZnO?复合材料的 光学性能

DOI：10.1039/d0cp00091d 期刊：Physical Chemistry Chemical Physics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 通过低温（180°C）水热合成及300°C热退火处理的ZnO/ZnO2复合材料，采用形貌、结构及光学技术进行了全面分析。X射线衍射图谱（XRD）和拉曼光谱清晰证实样品中存在两种晶相。差示扫描量热分析与热重曲线显示约225°C处出现放热峰，伴随8.5%的重量损失，归因于ZnO2向ZnO的结晶转化。经300°C热退火后，XRD与拉曼光谱测定表明ZnO2相完全转变为ZnO。光致发光研究表明，两种样品的发射均以宽谱带复合为主导（源于不同发射中心的叠加），且PL发射峰位随激发密度变化。相较于纯ZnO样品，ZnO/ZnO2复合物表现出带隙展宽现象，可能与额外ZnO2相的存在相关，该化合物带隙能约为3.42 eV。表面分析显示样品比表面积为90 m2/g，完全退火转化为ZnO后降至30 m2/g。这种比表面积差异对光学性质的稳定性具有特殊影响——ZnO/ZnO2样品的光致发光信号强度更高且强烈依赖于测量气氛，凸显其在环境应用（特别是气体传感器）光学传感系统制备中的潜力。
作者： J. Rodrigues，S. Medeiros，Paula M. Vilarinho，M. Elizabete V. Costa，T. Monteiro
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究水热法生长的ZnO/ZnO2复合材料的光学特性及其在热退火过程中向ZnO的转化，重点关注其在环境应用中基于光学传感系统的潜在用途。

研究成果

ZnO/ZnO2复合材料在环境传感应用中展现出良好的光学特性，其光致发光信号对测量气氛高度敏感。该复合样品更大的比表面积增强了其在气体传感应用中的潜力。

研究不足

该研究仅限于分析在特定条件下合成的ZnO/ZnO2复合材料，未探讨不同合成参数的影响或在实际气体传感器件中的应用。

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