高度取向ZnO单晶亚微米棒阵列的制备与表征

通过低温压热的方法,在经过预先处理长满晶核的SnO2导电玻璃基底上制备出具有高度取向的ZnO亚微米棒阵列.用扫描电子显微镜(SEM)、选区电子衍射(SAED)及X射线粉末衍射(XRD),对制备出的ZnO亚微米棒的结构和形貌进行了表征.SEM测试结果表明,ZnO亚微米棒是六方型的,近乎垂直地长在基底上,棒的直径为400～500 nm,长度约为2 μm. SAED和XRD结果表明,ZnO亚微米棒为单晶,属于六方晶系,并且沿[001]方向择优取向生长.     

氧化锌微球和层状集聚体的控制合成及其光致发光

通过锌片与水分别在乙二醇和乙二胺中120℃反应12 h,直接在锌片上原位合成出ZnO微球和层状集聚体.利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对产物进行了表征和分析.结果表明,在乙二醇中得到的直径为0.3～2 μm ZnO微球是由直径为30～50 nm纤锌矿结构的ZnO纳米片通过氢键组装而成;在乙二胺中得到的层状集聚体是由20～30 nm的纤锌矿结构的ZnO纳米晶通过氢键组装成尺寸约为450 nm×900 nm纳米片,这些较大尺寸纳米片再通过范德华力组装而成.研究了乙二醇和乙二胺在ZnO微球和层状集聚体形成过程中的作用并提出了可能的生长机理.在波长为300 nm光的激发下,发现ZnO微球和层状集聚体具有发光峰位于397 nm强的紫外光发光、485和520 nm弱的蓝绿光发光,它们分别起源于ZnO宽带隙的激子发射,氧空位与间隙氧之间的跃迁以及表面上离子化氧空位中的电子与价带中光激发的空穴之间的复合.     

一维ZnO纳米棒阵列的水热合成

以锌片为衬底,用硝酸锌和氨水为原材料,在90 ℃时由水热法合成了有序生长的ZnO纳米棒阵列。 纳米棒长度为500～800 nm,直径约为100 nm,SEM图片显示该纳米棒顶部截面是六边形。 XRD谱表明,ZnO纳米棒为六方纤锌矿结构。 考察了制备温度、时间和物料比对合成的材料形貌和结构的影响。     

ZnO纳米片组装的微球和层状集聚体的控制合成及其发光性质

通过锌片与水分别在乙二醇和乙二胺中120 ℃反应12 h,直接在锌片上原位合成出ZnO纳米片组装的微球和层状集聚体。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对产物进行了表征和分析。结果表明,在乙二醇中得到的直径为0.3～2 µmZnO微球是由直径为30～50 nm纤锌矿结构的ZnO纳米片通过氢键组装而成;在乙二胺中得到的层状集聚体是由20～30 nm的纤锌矿结构的ZnO纳米片通过氢键组装成尺寸约为450×900 nm纳米片,这些较大尺寸纳米片再通过范德华力组装而成。研究了乙二醇和乙二胺在ZnO微球和层状集聚体形成过程中的作用并提出了可能的生长机理。在波长为300 nm光的激发下,发现ZnO微球和层状集聚体具有发光峰位于397 nm强的紫外光发光、485和520 nm弱的蓝绿光发光,它们分别起源于ZnO宽带隙的激子发射,氧空位与间隙氧之间的跃迁以及表面上离子化氧空位中的电子与价带中光激发的空穴之间的复合。     

图案化锥形氧化锌纳米带的原位热氧化法制备与发光性质

采用光刻技术制备出图案的锌膜,所得锌膜与纯氧在700℃氧化反应10 min,在锌膜的表面上原位生长出具有图案的锥形ZnO纳米带阵列,实现了ZnO纳米带生长位置的可控生长。锌膜上得到的锥形ZnO纳米带为单晶六方纤锌矿结构,长度在1～4μm,纳米带根部和顶部的宽度分别在300～700 nm和100～300 nm。提出了锥形ZnO纳米带的可能生长机理。在波长为300nm光的激发下,发现了锌膜上锥形ZnO纳米带具有发光峰位于395 nm弱的紫外光发光和510 nm强的蓝绿光发光,它们分别起源于ZnO宽带隙的激子发射以及表面上离子化氧空位中的电子与价带中光激发的空穴之间的复合。     

ZnO纳米片组装的微球和层状集聚体的控制合成及其发光性质

通过锌片与水分别在乙二醇和乙二胺中120 ℃反应12 h,直接在锌片上原位合成出ZnO纳米片组装的微球和层状集聚体。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对产物进行了表征和分析。结果表明,在乙二醇中得到的直径为0.3～2 µmZnO微球是由直径为30～50 nm纤锌矿结构的ZnO纳米片通过氢键组装而成;在乙二胺中得到的层状集聚体是由20～30 nm的纤锌矿结构的ZnO纳米片通过氢键组装成尺寸约为450×900 nm纳米片,这些较大尺寸纳米片再通过范德华力组装而成。研究了乙二醇和乙二胺在ZnO微球和层状集聚体形成过程中的作用并提出了可能的生长机理。在波长为300 nm光的激发下,发现ZnO微球和层状集聚体具有发光峰位于397 nm强的紫外光发光、485和520 nm弱的蓝绿光发光,它们分别起源于ZnO宽带隙的激子发射,氧空位与间隙氧之间的跃迁以及表面上离子化氧空位中的电子与价带中光激发的空穴之间的复合。     

基底对电沉积制备ZnO纳米棒阵列的影响

采用恒电位电沉积方法, 在未经修饰的ITO导电玻璃基底上通过控制实验条件制备出不同形貌的纳米ZnO结构, 而在经过ZnO纳米粒子膜修饰后的ITO导电玻璃基底上, 制备出透明、高取向、粒径小于30 nm的ZnO纳米棒阵列. 用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射光谱对制备出的ZnO纳米棒阵列的结构、形貌和透明性进行了表征. 测试结果表明, ZnO纳米棒阵列的平均直径为21 nm, 粒径分布窄, 约18～25 nm, 择优生长取向为[001]方向, 垂直于基底生长. 当入射光波长大于400 nm时, ZnO纳米棒阵列的透光率大于95%.     

常温直接沉淀法制备ZnO纳米棒

在常温下, 以PEG-400(聚乙二醇400)为表面活性剂, 采用直接沉淀法合成了ZnO纳米棒. 产物用XRD, TEM, SAED和 HRTEM等进行了表征. 结果表明, 所得ZnO为一维的纳米棒, 属于六方纤维矿的单晶结构. ZnO纳米棒的直径在20~40 nm之间, 长度在300~800 nm范围. (0001)面为ZnO纳米棒的生长方向. 讨论了ZnO相的生成和ZnO纳米棒的形成机理以及PEG-400在其形成过程中的作用.     

ZnO纳米棒阵列的同步法制备及其PL性能研究

在较低温度下，采用化学法在Zn片和玻璃片上同步制备了ZnO纳米棒阵列。利用XRD、FESEM和HRTEM对样品进行了表征，并且通过光致发光谱研究了阵列的光致发光(PL)性能。结果表明，ZnO纳米棒阵列较为致密、取向性较好。纳米棒为六方纤锌矿相，沿c轴生长，平均直径约为60 nm。同步法制备的2种ZnO纳米棒阵列均具有较好的紫外和橙红色发光性能，但发光特性却存在一定差异，这可能主要是由于2种阵列中纳米棒的缺陷含量不同所致。     

醇热法制备ZnO纳米棒及其发光性能

在常压条件下,以油酸为分散剂一步反应醇热法制备ZnO纳米棒,利用XRD、SEM、TEM、HRTEM和FTIR等分析技术对产物进行了表征,对产物退火前后的光致发光性能进行了测试,并对ZnO纳米棒生长机理进行讨论. 结果表明,ZnO纳米棒沿[001]方向择优取向生长,直径为10～15 nm,长度为150～200 nm,油酸与ZnO表面Zn(Ⅱ)以螯合键形式相结合,具有良好的近紫外发光性能. 随着退火温度升高,产物深能级发光强度先降低后增加.     

ZnO纳米线阵列的电沉积法制备及表征(英文)

利用直流电沉积方法在多孔氧化铝模板的孔洞中生成锌纳米线,在氧气氛围中,于800°C下氧化2h,将氧化铝中的锌氧化成氧化锌.本研究利用氧气氛围进行锌的氧化,大大提高了传统方法的氧化锌纳米线的制备效率.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌及成分进行表征和分析,结果表明,氧化铝模板的有序孔洞中填充了大尺寸、均匀连续的多晶态氧化锌纳米线.纳米线具有约1000:1的高纵横比,其长度等于氧化铝模板的厚度,直径约为80nm.光致发光(PL)光谱表明,氧化锌纳米线在504nm处有由于氧空位引起的较强蓝绿光发射.这为进一步研究ZnO/AAO组装体发学性质和开发新型功能器件提供了基础.     

化学溶液沉积法制备单分散氧化锌纳米棒阵列

在由溶胶凝胶法制备的纳米ZnO薄膜基底上, 采用化学溶液沉积法制备了单分散、高度取向的ZnO纳米棒阵列膜. 通过控制纳米ZnO薄膜的制备工艺, 可以调节氧化锌纳米棒的直径. 利用FESEM, TEM, HRTEM, SAED和XRD表征了氧化锌纳米棒阵列的形貌和晶体结构. ZnO纳米棒的室温PL谱具有很高的紫外带边发射峰, 在可见光波段无发射峰, 表明该方法制备的ZnO纳米棒晶体结构完整, 晶体中O空位的浓度很低.     

One-dimensional ZnO nanostructure arrays: synthesis and characterization

One-dimensional ZnO nanostructure arrays such as nanowires, nanonails, and nanotrees, have been synthesized by oxygen assisted thermal evaporation of metallic zinc on a quartz substrate over a large area. Morphological evolution of ZnO nanostructures at different time scales and different positions of the substrates have been studied by electron microscopy. A self-catalyzed vapor-liquid-solid (VLS) process is believed to be responsible for the nucleation and subsequently a vapor-solid process is operative for further longitudinal growth. The photoluminescence spectrum showed a weak UV and a broad green emission peak at 3.25 and 2.49 eV, respectively. The latter was attributed to the presence of zinc interstitial defects. Electrical resistivity as a function of temperature showed activated mechanisms to be present. The electrical response of the ZnO nanonail arrays to different gases (CO, NO2, and H2S) indicated that there could be possible application as gas sensors for this material.     

溶剂热法制备六角锥形ZnO及其光致发光性能

通过乙酸锌和醇溶液反应得到了六角锥形纳米ZnO颗粒, 反应过程中不使用碱溶液和表面活性剂. 利用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)及扫描电子显微镜(SEM)对其形貌和结构进行了表征分析. 结果表明, 此方法制备的ZnO颗粒为单晶, 而且六角锥形ZnO的室温光致发光谱(PL)在378 nm处显示出了单纯的紫外发射峰, 而不是通常报道的可见光区发射, 这也预示着这种特殊结构的纳米ZnO将会成为一种具有良好应用前景的光学材料.     

Well Oriented ZnO Nanorods Array: Negative Resistance and Optical Switching

Well‐oriented ZnO nanorods (NRs) arrays were grown on Si, alumina, quartz, and FTO substrates through a ZnO seed layer followed by low temperature wet chemical process. The influence of sputtered ZnO seed layer thickness (100, 50, 32, and 16 nm), annealing temperature and CuO_x coverage on the characteristics of ZnO NRs were investigated in this study. The crystalline structural, chemical, morphological, optical, and electrical properties of ZnO NRs arrays were studied by X‐ray diffraction (XRD), field emission‐ scanning electron microscopy equipped by energy dispersive X‐ray spectroscopy (FE‐SEM/EDX), Raman scattering, UV/Vis ‐ near IR absorption spectroscopy and current‐voltage characteristic. XRD and Raman spectra measurement revealed that the synthesize ZnO displayed hexagonal wurtzite structure. The individual rod diameter, density, and orientation can be controlled by varying the seed layer thickness. The mean diameter and maximum length of ZnO NRs are around 55–66 nm and 282 nm, respectively. ZnO NRs/ ZnO thin film structure shows optical switching and negative differential resistance behavior as applicable to ON/OFF gate and memory devices.     

Controlled fabrication of highly oriented ZnO microrod/microtube arrays on a zinc substrate and their photoluminescence properties

Well-aligned zinc oxide microrod and microtube arrays with high aspect ratios were fabricated on zinc foil by a simple solution-phase approach in an aqueous solution of ethylenediamine (en). The shape of the ZnO microstructures can be easily modulated from rods to tubes by adding cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) into the reaction system. Control experiments demonstrate that some reaction parameters, such as the concentration of ethylenediamine, the kind of surfactant, reaction time, and the temperature, all have direct influences on the morphology of the products. Based on the early structure arising from arrested growth (nanosheets), a reasonable mechanism for the growth of ZnO microrods and microtubes has been proposed. The products were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and photoluminescence emission.     

Preparation and characterization of zinc oxide nanoflakes using anodization method and their photodegradation activity on methylene blue

In this work, we report the formation of leaf-like ZnO nanoflakes by anodization of zinc foil in a mixture of ammonium sulfate and sodium hydroxide electrolytes under various applied voltage and concentration of sodium hydroxide. The morphology and structure of ZnO nanoflakes were investigated by field emission scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction analysis. In addition, the photocatalytic activity of the prepared nanoflakes zinc oxide was evaluated in the photodegradation of organic dye methylene blue (MB) solution under UV irradiation. It was found that zinc oxide prepared under high concentration of sodium hydroxide and high voltage showed better performance in the photodegradation of methylene blue.     

纳米结构ZnO在TiO_2薄膜上的电化学沉积及其表征

在三电极体系中,以硝酸锌水溶液作为电解液,采用阴极还原电沉积法成功实现了一维纳米结构ZnO阵列在TiO2纳米粒子/ITO导电玻璃薄膜基底上的沉积,并通过XRD、SEM、EDS和PL光谱等方法对样品进行了表征.重点研究了薄膜基底、电解液浓度、沉积时间、六次亚甲基四胺(HMT)的引入对ZnO沉积及其发光性质的影响.结果显示:与ITO玻璃基底相比,ZnO更易于在TiO2纳米粒子薄膜上实现电化学沉积.ZnO属于六方晶系的铅锌矿结构,并且沿着c-轴方向表现出明显的择优化生长,以形成垂直于基底的ZnO纳米棒阵列.延长沉积时间、增加电解液浓度和引入一定量的HMT等均对ZnO的生长有促进作用,进而使其纳米棒的结晶度和取向程度提高,进而解释了所得的薄膜分别约在375和520nm处表现出ZnO的强而窄的带边紫外光发射峰和弱而宽的表面态绿光发射带.     

电化学法沉积氧化锌晶须

应用阳极氧化法沉积氧化锌(ZnO)松针状晶须,SEM和XRD观察、表征样品形貌与结构.结果表明,电沉积氧化锌晶须直径为20～50 nm、长度200～300 nm、长径比10～15,纯度高,结晶度好,属六方晶系纤锌矿(JCPDS 36-1451).循环伏安法研究了该氧化锌结晶过程,并考察了电解液的锌酸盐[Zn(OH)4]2-浓度和基底表面氧化膜对晶须生成的影响.