氧化锌的两点特性及应用
2023-06-08
氧化锌作为化学添加剂，广泛应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。如果把材料领域看作美食，氧化锌在其中无疑担任了“盐”的重要使命。
氧化锌主要有三种结构(图1)。最常见的是六方型的纤锌矿结构与四方型闪锌矿的结构，还有一种岩盐结构，能够在高压力下形成在一定的条件下，这几种形态是会互相转换。
1、电学特性及其在半导体领域的应用
氧化锌作为半导体材料中重要的一种，其电学性能受到研究人员的广泛关注。氧化锌的带隙非常宽，常温下禁带宽度高达3.37eV，载流子浓度极低，属于绝缘材料。但是在实际中制备的氧化锌一般呈现为n型半导体，并非是绝缘材料。这是因为实际制备氧化锌材料时会有杂质及缺陷，这些杂质就提供了电子，使得氧化锌材料成为了半导体。ZnO一般情况下为n型半导体，制备n型ZnO材料的技术已经较为成熟。但制备p型氧化锌半导体的却是目前所遇到的难题，如何制备高质量的p型氧化锌半导体是接下来研究的要点。
气敏传感器
根据随表面吸附气体浓度和种类的不同ZnO的电阻率也会发生变化。纯ZnO对常见的气体都具有一定的敏感度。通过将材料复合形成复合金属氧化物来调整传感器性能的参数，以此用来制备效果好的敏感电子传感器件。
各种各样的传感器
2、压电特性及其在压电领域上的应用
不受到外界应力影响时，氧化锌材料为电中性;当外界给予氧化锌材料作用力时，氧化锌会在受力的方向上产生电荷。氧化锌材料根据受力的情况产生相应的电荷量，受力越大产生的电荷量就越大。
其实仅这两个特性，就足以在人类世界作出巨大贡献！
压电器件
利用压电特性可以构建压电纳米发电机，实现供电给其他纳米器件使用，制作利用压力产生的压电触发逻辑电子器件，用于压力触发的开关，还可以优化其他电子器件。
压电薄膜器件
纳米ZnO的制备
不同制备工艺所得纳米氧化锌的形貌可以是不同的，通常有棒状、片状、球状等，其特性也有所不同。纳米氧化锌的制备通常有气相沉积法、沉淀法、溶胶－凝胶法、固相法等，根据需求不同可以选择相应的制备工艺。
1、气相沉积法
气相沉积法是利用气体作载体，将含锌物质（常为锌盐或单质锌）带入到高温反应环境中，使其变为气体并发生反应，最后在冷却过程中经晶核产生、生长、发育，最终形成纳米氧化锌。一般分为化学气相沉积法、激光诱导化学气相沉积法和喷雾热解法。
2、沉淀法
沉淀法是将沉淀剂加入到装有锌源的溶液中，使溶液中的锌形成相应沉淀再经过滤、洗涤、干燥等过程得到最终产物。沉淀法又分为直接沉淀法及均匀沉淀法。
3、溶胶－凝胶法
溶胶－凝胶法又称为相转变法，是以锌的酸盐或醇盐为锌源，先通过水解和缩聚反应得到稳定透明溶胶体，再将其聚合成内有溶剂的凝胶，经干燥及热处理后制得纳米氧化锌。
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