文章摘要:羟基氧化镓（GaOOH）是一类宽带隙的半导体材料，在光催化降解有机染料、甲醇燃料电池、锂离子电池和生物光学成像方面有着潜在的应用前景。本研究以乙二胺四乙酸二钠(Na₂Y)为模板剂，选取醋酸锌和硝酸镓为反应源，在简便易操作的水热条件下制备了Zn²⁺/GaOOH纳米线。采用XRD、SEM、HRTEM、EDS对材料进行了物相、成分、形貌与微结构表征。所制备的Zn²⁺/GaOOH纳米线长度达数十微米、直径约为100 nm，粗细均匀；Zn²⁺/GaOOH晶体呈现单晶的特性，纳米线沿<110>晶向生长。反应源及其摩尔量强烈地影响着产物的物相和形貌。当控制硝酸镓为1.5 mmol不变，Zn（Ac）₂为1.0 mmol，Na₂Y为0.5 mmol时，生成ZnGa₂O₄；Na₂Y为1.0～1.7 mmol时，生成Zn²⁺/GaOOH纳米线。改变Zn（Ac）₂为2.0 mmol，当Na₂Y 为1.5 mmol时，得到尖晶石型结构的ZnGa₂O₄。详细探究了Zn:Ga:Y摩尔量比例影响产物的物相和形貌的规律，结果显示当控制Zn:Ga:Y=2:3:3时，可以得到相纯均一的Zn²⁺/GaOOH纳米线。荧光测试表明，紫外光照射Zn²⁺/GaOOH纳米线，在蓝绿光区域的469 nm 波长处有很强的发射峰，归因于阴离子空位缺陷激发重组后的发射。随着激发波长蓝移，其发射峰强度增加，214 nm时强度最大。相对于ZnGa₂O₄纳米颗粒而言，在226 nm激发波长下，Zn²⁺/GaOOH纳米线在469 nm 波长处有更高的发射峰强度，Zn²⁺/GaOOH纳米线比ZnGa₂O₄纳米颗粒具有更好的荧光性能。

文章关键词:GaOOH,纳米线,水热合成,荧光性能,半导体材料,

项目基金:国家自然科学基金(51202066）,教育部新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-13-0784）,