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氧化锌(ZnO)是一种重要的直接宽带隙(3.37eV)半导体材料,具有高激子束缚能(60meV)、高压电效应和低生长温度等优点,在光电子器件领域有广阔的应用前景。提高ZnO光电性能的重要手段是制备出高质量的纳米ZnO材料,取向生长的纳米棒、纳米线及纳米带等结构的ZnO往往具有比常规ZnO材料更优良的光电性能。本实验采用沉淀法和微乳液法制备纳米ZnO,并创新性地引入外加直流电场,研究阴/阳离子混合表面活性剂微乳液在电场作用下制备纳米材料的特点。利用差示量热-热重(DSC-TG)、X-射线衍射(XRD)、激光粒度分析(LGA)、透射电子显微镜(TEM)等多种分析方法对ZnO前驱体及煅烧产物进行表征;进一步研究了微乳液中反应物浓度、w值、油相、表面活性剂、助表面活性剂、煅烧温度和微乳液类型等工艺参数对纳米ZnO粒径、形貌及其他性能的影响;通过分析纳米ZnO光致发光光谱,研究了本实验制备的纳米ZnO的光致发光性能。研究结果表明,沉淀法可以制备结晶状况较好、粒度分布窄的球形纳米ZnO颗粒,在低反应物浓度、低反应温度和煅烧温度的优化工艺下,粒径可小至14.6nm,但有一定团聚。W/O微乳液法可制备粒径分布更窄的球形单晶纳米ZnO颗粒,在低反应物浓度和低煅烧温度、小w值,以及采用长碳链的油相、表面活性剂和助表面活性剂时,粒径可小至10.9nm,且纳米粉体分散性好。双连续型微乳液可以制备取向性好的单晶ZnO纳米棒,长径比可大于10。在引入外加电场并采用阴/阳离子混合表面活性剂的情况下,用微乳液法可制备直径为1～3nm,长度大于70nm的纳米ZnO晶须。研究还表明:纳米ZnO晶须的形成分两个阶段,首先由电场对阴/阳离子混合表面活性剂诱导极化而制备得到ZnO纳米线前驱体,然后在煅烧过程中多个ZnO纳米线自组装成须状ZnO。对不同粒径和不同长径比(L/D)纳米ZnO的光致发光性能的研究分析表明,粒径和长径比较小的ZnO可见光波段的发射更强,而结晶度高的纳米ZnO晶须表现出很强的近带边紫外发射。