導入 nanosized 金属酸化物の粒子の電気伝導性、磁気の、光学および機械特性のような物理的性質は第一次製品のそれらと大幅に異なるために知られています。 nanosized 金属酸化物の粒子の準備方法は nanometric スケールの形態の精密な制御のために広く調査されました。 ZnO の nanosized 粉のための調査はマイクロエレクトロニック装置 [1,2] のための可能性を提供するずっとサイズ依存した電子および光学的性質が行なわれた原因です。 最近、 ZnO の伝導性のフィルムは TFT-LCD および太陽電池、等 [3,4] のために透過電極として使用されました。 それらは ITO のフィルムのそれらより血しょうまたは減少のガスの大気のための高い耐久性を与えます。 ≤ 1×10 Ωの・ cm の-3 電気抵抗を下げれば可視ライトのための 380~780 nm の範囲の≥ 80% のより高い過透性は透過行なう材料 [5] のために要求されます。 Nanosized ZnO の粉は現在の調査のために有機性前駆物質プロセスを使用することによって総合されます。 AlO の23 添加は ZnO のより高い行なう粉を得るために行なわれます。 実験 Nanosized ZnO の粉の統合 パルプおよび結晶のセルロース (朝日 Kasei 化学薬品) は前駆物質として使用されました。 前もって決定された Zn の内容を持っている混合された水解決は亜鉛硫酸塩の heptahydrate (ZnSO と準備されました4·99.9%2 純度の 7HO) および 24 の H. のための前駆物質で浸されて。 浸透させた混合物は 110ºC への 70 で乾燥しました。 この混合物は 300~600ºC の範囲でか焼の複数の段階を通して渡されました。 か焼の状態は次の通りありました: 室温からの炉の 2 h および冷却のための 600ºC に 500 で維持される 50ºC/h のレートで 300 からの 600ºC に 2 h、暖房のための 300ºC で維持される 3 h のための 300ºC への暖房。 生じる粉のカラーは白に薄黄色でした。 蒸留水はか焼された粉に追加され、次に、 48h のためのポット・ミルで製粉され、次に乾燥した粉はぬれていました。 AlO の23 添加 アルミニウム硫酸塩の octahydrate [Al2 (そう4)3·8HO は2亜鉛硫酸塩の heptahydrate の水溶液に] 追加されました。 か焼プロシージャは ZnO の undoped 粉のためのと同じでした。 アルゴンのガスの大気を含んでいる 2h のための 900 または 1000ºC の電気炉で 0.5% 水素以下の熱処理は行なわれました。 ガスの流動度は 10ml/min. でした。 性格描写 粉の形態は電子顕微鏡検査 (SEM のスキャンによって検査されました; 日立 S-4700)。 粉は X 線の回折計 (仲介商の axs D5005) によって 4 /min のスキャンニングスピードおよび 0.02 の抽出間隔の CuKa の放射 (40 の kVo 、 150 mA) を使用して分析されましたo。 粒度は賭けられたデータによって計算され、また SEM による目視観測によって確認されました。 浸透させた前駆物質の熱分解および分解の動作は同時差動熱分析および熱重量分析分析 (TG-DTA によって監察されました; 空気の 20°C /min の暖房レートの 1200°C までの V2.2A Du Pont 9900)。 純粋な粉のボリューム抵抗は 10MHz の頻度の広帯域誘電性の分光計 (概念40、 Gmbh Novocontrol) によって測定されました。 結果および議論 原料、か焼の温度、前駆物質、および AlO の添加に対する希薄な比率の効果の23 実験は行なわれました。 粒子の形態は粒状であり、粒子は前駆物質のミセルまたは microfibril の形のために緩く固まります。 得られる 3-22 m/g. の表面積との 40-290 nm の範囲に ZnO の粒子のサイズは、あります。2 40 nm の粒度は次のプロセス状態の選択によって得られました: 0.2 のパルプ、希薄な比率、 2.523 mol% の AlO の添加、および 500ºC のか焼の温度。 ZnS による 3 つの回折のピークは大気を含んでいる水素の下の 2h のための 900ºC で扱われる標本の XRD パターンのために観察されます。 これらの diffractions は最高になります、しかし、 1000ºC で観察されません。 一方では、 ZnO および ZnAlSO の24 ピークは観察されます。 ZnSO および ZnS のような少しの4 硫黄化合物は 1000ºC への 750 の範囲で ZnO に分解します。 MO (M 時高められるボリューム抵抗ことが23報告されました: Cr、 Al は ZnO に) 追加されました。 [Al の2 (そう4)3 ・ 2O] ようにこの実験の添加のエージェント選ばれました。 Al の要素、 S の Zn、 O、 C は図 1. ZnO の粉の 2.45 mol% AlO が ICP (誘導によって23 つながれる血しょう) に示すように EDX 方法によって方法によって 1000C の発射の後で分析された分析されましたo。 | | | 図 1. EDX の 2.5 mol% Al2O3 の天気図分析は 1000ºC で扱われた ZnO の粉の熱を - 添加しました。 | 図 2 ショーは減少の SEM の顕微鏡写真 ZnO の粉を扱いました。 AlO の粒度がか焼の温度の23 増加を用いる ZnO の粉の増加を添加したことが観察されます。 図 1 に示すように (b) は 500nm に、 900ºC で扱われるある粒子なっています。 一方では、他の粒子は 40nm のまわりにのサイズに残ります。 | 
| | 図 2. 2O は3 1000ºC で扱われた ZnO の粉 (a) の熱 - 900ºC でおよび (b) 熱を扱われる - 添加しました。 | 表 1 ショーは AlO のボリューム抵抗23 ZnO の粉を添加しました。 ZnO の非添加された粉のボリューム抵抗は抵抗が 10Ω ・ c のこの値に7である 商品のほとんど同じ値3落とす ことができる 10Ω ・の値の同じ順序を与えます。 この低い抵抗はおそらく酸化亜鉛の結晶構造の格子空室の形成が原因です。 AlO のボリューム抵抗は23 Al の内容および減少の処置の温度の増加と増加した ZnO の粉を添加しました。
| | | 前駆物質プロセス | 40 nm | 添加される Al2O3
600ºC でか焼される | 2.8×105 | | 70 nm | 添加される Al2O3
800ºC の減少の処置 | 3.1×104 | | 70 nm
+ 500 nm | 添加される Al2O3
1000ºC の減少の処置 | 7.0×103 | | 蒸発プロセス
(商品) | 0.3 のμm | 添加される23 AlO
1000ºC の減少の処置 | 1.8×103 | | 0.3 のμm | 添加無し、
600ºC でか焼される | 8.7×107 | | 0.3 のμm | 添加無し、
800ºC でか焼される | 6.0×107 | | 0.3 のμm | 添加無し、
1000ºC でか焼される | 5.5×107 | 結論 私達の organo の重合体の前駆物質プロセスは 40 に 200 nm の範囲上の ZnO の nanosized 粉のサイズ選択的な準備を可能にします。 ZnO の水晶段階の形成が 370ºC で生成される、 ZnO の結晶化は XRD、 SEM および TG-DTA の分析による 1000ºC で約完了しますことが分られ。 ZnO の nanosized 粉の水晶サイズは 600 からの 1000ºC にか焼の温度の増加を用いる増加する傾向を示します。 添加する AlO23 を使用して ZnO の粉は 10 Ωの・ cm の等級の低い3 電気抵抗を与え、 4 つの一桁によって ZnO の対応する AlO によって非添加される粉の23 それと比べて減ります。 参照 1. S. Monticone、 R. Tufeu、および A.V. Kanaev、 「コロイド ZnO Nanoparticles」 J. Phys の紫外線および目に見える蛍光性の複雑な性質。 Chem。 B、 102 (1990 年) 2854-2862。 2. E.A. Meulenkamp、 「ZnO Nanoparticles の統合そして成長」、 J. Phys。 Chem。 B、 102 (1998 年) 5566-5572。 3. H. Rensmo の K. の keis、 H. Lindstromm、 S. Sodergrenn、 A. Solbrand、 A. Hagfeldt、 S。 - E。 Lindquist、 L.N. Wang および M. Muhammed、 「Nanostructured ZnO の電極に」基づく太陽電池のための高いライトにエネルギー変換効率 J. Phys。 Chem。 B、 101 (1997 年) 2598-2601。 4. S. 陳、 R.V. Kumar、 A. Gedanken および A. Zaban、 「染料感光性を与えられた太陽電池の結晶の Nanoporous の酸化亜鉛球そしてアプリケーションの Sonochemical Stnthesis」、イスラエル共和国 J. Chem。、 41 (2001 年) 51-54。 5. T. Minami、 「酸化亜鉛透過行なう薄膜」の、 Jpn。 J. Appl。 Phys。、 61 (1992 年) 1255-1258。 接触の細部 |