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Fe-ZnOIntensity/a.u.5%3%1%0.500400500600700800Wavelength/nm图3-4 不同Fe-ZnO样品的UV-Vis DRS光谱
4 讨论
通过差热-热重（TG-DTA）实验，由图（3-1）可知温度达到600 ℃左右时，样品反应基本完全，全部转化为ZnO纳米晶。通过图（3-2），（3-3）可知随着铁掺杂量得增加相应的XRD衍射峰均向低角度发生了不同程度的偏移、衍射峰强度逐渐降低、峰宽逐渐增加，说明样品的结晶度和微晶尺寸在降低，而此时常常伴随着样品表面缺陷浓度的增加。这些变化可能归因于在样品的热处理过程中掺杂的Fe对ZnO晶体生长的轻微抑制作用。从图3-4可以发现，相对未掺杂的ZnO样品而言，所有Fe-ZnO样品的归属于ZnO带-带跃迁的光吸收阈值(大约410 nm)都发生了不同程度的蓝移，并且，Fe-ZnO样品对应于ZnO纳米粒子表面态的光学吸收随着Fe掺杂量的增加能被进一步增强，这表明，Fe的掺杂确实能丰富ZnO纳米粒子的表面态（表面缺陷）并且能进一步促进与之有关的光学吸收。另外，从图3-4也可以发现，所有Fe-ZnO样品在490~650 nm范围内均出现一个新的光学吸收，这主要归因于Fe-ZnO纳米晶的价带电子到Fe 3d轨道（掺杂能级）跃迁的吸收，这一光学吸收随着Fe掺杂量的增加而逐渐增强。
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结 论
利用沉淀法成功合成了Fe-ZnO纳米粒子，并通过TG-DTA、XRD和UV-Vis DRS等对样品进行了表征。结果表明，掺杂的铁离子进入了ZnO的晶格取代了锌，拓展了样品的光学响应范围；并且，适量的Fe掺杂也丰富了ZnO纳米粒子的表面态（表面缺陷）并改善了与之相关的光生载流子的分离效率。
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致 谢
本次论文的写作与实验设计是在我的指导教师杨立滨老师的悉心指导下完成的。在这四个月中，杨老师在我的学习方面给予我很大帮助，对此我表示最衷心的感谢。老师渊博的知识、严谨的治学态度、崇高的敬业精神以及踏实的工作作风都是我学习的榜样，我收获良多。
在实验期间，物理化学教研室的各位老师对我的实验给予了指导以及帮助，同在实验室的梁倩、闫海静、张喜研以及制药专业的本科生都给予我极大的帮助，在此表示感谢。
在四年的本科学习生活中，学院每一位教师都对我有着潜移默化的影响，他们对我的教诲是我一生中莫大的财富。同时，我和化学系每一位同学生活、学习中点滴的帮助、鼓励、学习，都是我大学生活美好记忆。
最后，我更加要感谢父母多年来的养育之恩，感谢家人、朋友一直以来的支持，他们的支持和关心一直伴随着我，激励着我。
再次感谢所有关心、支持以及帮助我的人。
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参考文献
[1] 张立德, 牟季美. 纳米材料和纳米结构[M]. 北京科学出版社, 2001:16.
[2] 易求实, 吴新明, 谭志诚. 纳米粉ZnO的制备及低温热容研究[J]. 无机材料学报，2001，
16(4)：620-624.
[3] 李栋梁, 董峰亮, 邹炳锁. 直接沉淀法制备纳米ZnO [J]. 化工新型材料，2002，30(6)：47-49.
[4] 黄贵军, 王金斌, 钟向丽, 周功程 Mn掺杂ZnO稀磁半导体的制备及铁磁性能[J]. 光电子.激光. 2007,18(5).
[5] 石西昌, 王赛, 秦毅红等. 纳米ZnO的制备[J]. 化工新型材料，2003，31(3)：32-34. [6] 陈红升, 齐俊杰, 黄运华等. Sn掺杂ZnO半导体纳米带的制备、结构和性能. 物理化学学报. 2007, 23(1)：55-58.
[7] 孙海波, 薛成山 ZnO材料的制备及其性能研究[D]. 山东师范大学 2010： [8] 杨凤霞, 刘其丽, 毕磊 纳米氧化锌的应用综述[J]. 安徽化工 2006,1.
[9] 王玉棉, 侯新刚等. 纳米氧化锌的的制备技术及应用[J]. 有色金属(冶炼部分).
2002,(3):39-41.
[10] 曹建明. 溶胶-凝胶法制备ZnO微粉工艺研究[J]. 化学工程师. 2005,(115):4-6. [11] 俞建群, 贾殿赠, 郑毓峰. 纳米NiO、ZnO的合成新方法[J]. 功能材料, 1998,29(6):598. [12] 王世敏, 许祖勋, 傅晶. 纳米材料制备技术[M]. 北京:化学工业出版社, 2002. [13] 孙继红, 范文浩, 吴东. 溶胶凝胶(Sol-gel)化学及其应用[J]. 材料导报. 2000,14(4):25. [14] 曹优明, 郑仕远等. 纳米ZnO的制备方法与应用[J]. 渝西学院学报. 2003,2(4):15-18. [15] 王文亮, 李东升, 候向阳等. 超声辐射沉淀法纳米ZnO的制备与表征[J]. 化学研究与
应用, 2001,13(2):157-159.
[16] 马正先, 韩跃新, 邓江宁等. 直接水解一步法制备纳米氧化锌[J]. 矿冶,
2002,11(3):66-69.
[17] 张敬畅, 高炜, 曹维良等. 超临界流体干燥法制备纳米ZnO的研究[J]. 材料研究学报,
2002,10(3):251-255.
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附 录Ⅰ（英文原文）
Preparation and the magnetic property of ZnMnO thin ?lms on （0001）ZnO single crystal substrate
1. Introduction
Diluted magnetic semiconductor (DMS), exhibiting the wgiant Zeeman splitting by the sp–d exchange coupling has attracted much attention for the material of novel semiconductor or magnetic optical devices.It is expected that ZnO has a long spin relaxation time due to the large effective mass. In addition, theoretical calculation by Dietl et al.predicts that Mn-doped ZnO (ZnMnO) with p-type conduction has a possibility of room temperature ferromagnetism. In deriving from thisreport, the magnetic nature of ZnMnO was investigated by many scientists. Although there are various reportson magnetic property of ZnMnO bulks and ?lms, theresults are not unique.
In this paper, ZnO（0001）Tsingle-crystal substrate was employed to improve the crystallinity of ZnMnO DMS.ZnMnO ?lms up to 10at% Mn were grown by pulsed laser deposition (PLD) method. The crystallographic characteristics and the magnetization behaviors as a function of Mn concentration were investigated.
2. Experimental
ZnMnO ?lms were grown on（0001）T ZnO single-crystalsubstrate by PLD method. ZnO and ZnMnO ceramics withthe Mn concentration from 1 to 10 at% were used as the targets. In order to obtain atomically ?at surface, the ZnO single-crystal substrate was annealed at 950 ℃ for 10 h in air. During the procedure, the substrate was put in a boxmade of ZnO to suppress the desorption of Zn atoms fromthe surface. The 450-nm-thick ZnO buffer layer was deposited at Tg ranging from 670 to 700 ℃ in the oxygenpressure of 1×10-4Torr, followed by the deposition of 100-nm-thick ZnMnO layer at Tg of 600 ℃ in the same oxygen pressure as that for ZnO buffer layer. There petition and ?uence of KrF excimer laser were ?xed at 5 Hz and 2.0 J/cm2-
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