Cd2SnO4薄膜光致发光某些性质的研究

本文研究了Cd2SnO4薄膜光致发光的某些性质.Cd2SnO4膜是利用Cd-Sn合金靶在Ar+O2气氛中反应溅射而成的.实验研究表明,Cd2SnO4膜的发光峰值随着氧浓度的增加移向长波方向.这是因为氧浓度的增加,减少了膜中的氧空位,导致了导带中电子浓度的减小,致使Burstein-Moss效应和电子散射作用相对减弱,从而改变了带隙宽度.     

催化剂对热蒸发法生长SnO2纳米晶体质量的影响及其发光光谱研究

用热蒸发法制备了SnO2纳米结构,并用光致发光方法研究了其光谱特性.发现有催化剂条件下制备的SnO2纳米带的发光主峰为3.68 eV,正对应SnO2纳米晶体的带隙能量;而无催化条件下制备的SnO2纳米晶体的发光则以氧空位、悬键和表面态发光为主.并且前者的发光效率比后者提高近两个数量级,这些实验结果说明在有催化条件下制备了高质量的SnO2纳米带.另外,对其发光光谱进行了Gauss拟合,从拟合结果发现了(101)和(101)T孪生晶面的表面态的发光峰.     

化学气相沉积法中SnO2一维纳米结构的控制生长

以Sn和SnO为源材料,化学气相沉积法中通过控制反应物配比及载气中的氧含量等宏观实验条件,实现了SnO2一维纳米结构的控制生长,成功获得各种不同横向尺度的SnO2纳米线、纳米带以及直径连续变化的针状纳米结构. 通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪对不同实验条件下所制备的样品进行形貌和晶格结构表征,认为高温生长点附近锡与氧的相对含量是控制SnO2一维纳米结构生长的关键因素;并在此基础上对SnO2一维纳米结构的生长机理进行了深入的讨论.     

TiO2/SnO2复合氧化物的制备和光谱特性

为了研究TiO2/SnO2复合氧化物的光学特性,用胶体化学方法制备了以SnO2为内核的TiO2/SnO2复合氧化物,并且用紫外-可见光吸收光谱、X射线衍射和红外光谱对TiO2/SnO2复合氧化物的特性进行了分析.结果显示TiO2和TiO2/SnO2的能带宽度分别为4.13和3.86 eV,表现出量子尺寸效应;TiO2/SnO2在紫外区域具有宽的强吸收带.X射线衍射中TiO2的(110)衍射峰的位置移动了1.6°,强度也发生了变化;与TiO2红外光谱相比,TiO2/SnO2中Ti-O键的伸缩振动由500cm-1移到了656 cm-1,并有560 cm-1的肩峰,与吸附水相应的1650 cm-1附近的吸收峰和3420 cm-1的吸收峰均有所增加.     

颗粒尺寸效应对Zn2SnO4粉末的拉曼和表面光电压谱的影响

本文主要研究Zn2SnO4粉末的颗粒尺寸效应对其拉曼和表面光电压谱的影响. Zn2SnO4粉末在空气中被光照射, 因丰富的表面态和弱的自建电场, 就会产生表面光电压,但是水热法和固相法制备得到的Zn2SnO4颗粒大小差别较大, Raman光谱和表面光电压谱发生明显的变化.     

Sol-gel法制备纳米SnO2气敏材料的研究

用Sol-gel法制备SnO2纳米粒子，并用XRD、紫外吸收光谱和激光Raman光谱进行了表征和分析。XRD实验证实了所制备的粒子具有较理想的纳料尺寸，其粒径随热退火温度升高而增大；Raman光谱表明低温退火时SnO2纳米材料的氧缺位较大；紫外吸收光谱表明退火温度在300－500℃粒径变化很大，但光的吸收稳定不变，可望利用这些性质，提高SnO2气敏器件的性能。     

氧氩比对SnO2/Ag/SnO2透明导电膜光电性能的影响

在室温及不同的氧氩比条件下,采用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层,在载玻片衬底上制备出了SnO2/Ag/SnO2多层薄膜.用霍尔效应测试仪、四探针电阻测试仪和紫外-可见-近红外光谱仪等表征了薄膜的电学性质和光学性质.实验结果表明:当氧氩比为1:14时,所制得的薄膜的光电性质优良指数最大,为1.69×10-2 Ω-1;此时,薄膜的电阻率为9.8×10-5Ω·cm,方电阻为9.68Ω/sq,在400～800 nm可见光区的平均光学透射率达85％;并且,在氧氩比为1:14时,利用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层在PET柔性衬底上制备出了光电性质优良的柔性透明导电膜,其在可见光区的平均光学透过率达85％以上,电阻率为1.22×10-4Ωcm,方电阻为12.05Ω/sq.     

SO2薄膜气敏传感器光学特性的分析

采用光度法以及椭圆偏振法测量技术对掺有贵金属或过渡金属元素的SnO2薄膜以及在不同Po2/PAr比条件下制备的VOx系列的薄膜进行了系统的光学气敏特性测试。比较了各种薄膜对SO2气体的光学气敏特性,发现在一定条件下制备的SnO2/Pd、VOx薄膜对SO2气体在可见光区有很好的灵敏性,SnO2/Zr薄膜对SO2气体在近红外区有很好的的灵敏性。定性地用光学能隙的变化和自由载流子浓度的变化说明了薄膜在吸附气体后的光学性质的变化。     

退火处理对SnO_2薄膜光致发光性质的影响

实验研究表明,SnO_2薄膜经过退火处理后其光致发光谱有明显的变化。在氧和氮两种不同气氛中进行热处理,其变化也有差异。这种变化主要是由于SnO_2膜中氧空位和自由载流于浓度变化所致。     

金刚石压腔结合拉曼光谱技术进行Pb掺杂对二氧化锡高压结构性能的影响研究

因稳定的分子结构和物理化学性质,近年来SnO2在光、电、磁等方面应用日益广泛。为拓宽SnO2应用范围,对高压条件下纯SnO2和Pb掺杂SnO2结构的相变行为和拉曼光谱活性振动模的变化进行了探究。实验采用水热法制备了纯SnO2和Pb掺杂量为10%的SnO2样品。扫描电子显微镜(SEM)图表明,上述制备样品由多个纳米棒从中心发散排列而成,整体成类花状。X射线衍射图谱表明,样品在常温常压下晶体结构为四方金红石型SnO2(空间群P 42)。采用Mao-Bell型金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究了金红石型SnO2和Pb掺杂SnO2两种材料的高压相变过程。研究结果显示,两种材料加压至26 GPa过程中,纯SnO2和Pb掺杂的SnO2的活性拉曼振动模(B 1g,E g,A2g,B2g)均向高频移动。在14 GPa时,纯SnO2的E g峰分裂,563 cm-1处出现新峰,表明SnO2从常压四方金红石型结构向CaCl2型结构相变。Pb掺杂SnO2在常压拉曼谱图中出现了577 cm-1的拉曼峰。当加压至13 GPa时,B1g振动模向A g模转变,材料发生一级相变。上述对比表明Pb掺杂的SnO2具有更低的一级相变压力点13 GPa,结果归因于SnO2晶胞中Pb离子代替Sn离子,原子之间间距变小,离子大小不同造成掺杂后价态差异表面缺陷,导致SnO2结构稳定性降低,进而降低了相变压力。此外Pb掺杂SnO2在压力12 GPa时,晶体的对称性降低,577cm-1和639cm-1处特征峰宽化开始合并成包状峰,表明有部分晶体表面原子无序性程度增加,出现晶体向非晶的转变过程。继续加压至26 GPa,两种材料特征峰渐渐消失,并未观测到其他特征峰的出现。非静水压对相变压力也存在一定程度影响。非静水压条件下部分晶体更易趋向于非晶,晶界处存在较大的应力使纳米晶体在晶界处极易形成高压相成核点,导致相变发生,进而降低相变压力。本文研究不同条件下SnO2的相变行为,丰富了极端条件下SnO2的物理化学性质的多样性研究。     

退火温度及退火气氛对ZnO薄膜的结构及发光性能的影响(英文)

采用脉冲激光沉积技术在Si/蓝宝石衬底上制备了ZnO薄膜,结合快速退火设备研究了不同退火温度(500~900℃)及退火气氛(N2,O2)对薄膜的结构及其发光性能的影响。并优化条件得到具有最小半峰全宽及最大晶粒尺寸的薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明:氮气氛下退火的ZnO薄膜最佳退火温度为900℃;氧气氛下退火的ZnO薄膜最佳退火温度为800℃。红外(IR)光谱中,退火后Zn-O特征振动峰红移,说明在退火过程中,原子重新排布后占据较低能量位置;同样的退火温度下,氮气氛下退火的薄膜质量更优。同步辐射光电子能谱(synchrotron-based XPS)分别表征了未退火及N2,O2下900℃退火的ZnO薄膜,分峰拟合结果表明氧气氛下退火产生更多的氧空位。结构表征结合光致发光(PL)谱表明绿光的发光峰与氧空位有关。     

Photoluminescence study of pure and Li-doped ZnO thin films grown by sol-gel technique

The effect of annealing atmosphere, temperature and aging on the photoluminescence of pure and Li-doped ZnO thin films has been investigated. Annealing the pure ZnO in N₂ and He above 800 °C results in green emission centered at ca. 500 nm; however annealing in air red-shifts the green emission to 527 nm. The visible emission of the Li-doped ZnO is found to be largely dependent on the annealing atmosphere. Warm-white photoluminescence with a broad emission band covering nearly the whole visible spectrum is obtained for the Li-doped ZnO films annealed in helium. The substitutional and interstitial extrinsic point defects created by lithium doping may mediate the relative concentration of the intrinsic defects and thereby tune the intrinsic-defect-related visible emission. The enhanced intensity ratio of near-band-edge ultraviolet emission to deep-level visible emission with aging time may be ascribed to both in-diffusion of oxygen from air and self-diffusion of oxygen interstitials to heal the oxygen vacancies during the aging process.     

热处理温度对ZnO∶Al薄膜性能的影响

利用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了ZnO∶Al薄膜,表征了薄膜的结构、光透过和光致发光特性,探讨了热处理温度对薄膜晶体结构和光学性质的影响.结果表明,在热分解温度400 ℃和退火温度600 ℃时,ZnO∶Al薄膜的C轴择优取向明显,透过率较高.在热处理温度400 ℃情况下,激发波长340 nm的光致发光谱中有三个发光中心,紫外发光强度随退火温度的升高先升高后下降,500 ℃时发光强度最强.其它两个发光峰的强度随退火温度的升高而降低甚至消失.激发波长不同,ZnO∶Al薄膜的发光中心和强度均发生变化.     

用电泳法制备ZnxMg1-xO薄膜及其特性研究

用电泳法制备了一系列ZnxMg1 -xO薄膜 .对ZnxMg1 -xO薄膜的光致发光研究表明 ,在薄膜发射谱的紫外区域有两个显著的峰 ,分别对应自由激子和激子间碰撞的发光 .在可见光区域 ,发射谱的强度基本保持恒定 ,没有发现通常报道的绿光发射 ,说明生长的薄膜中氧与其他元素保持很好的化学配比 ,抑制了基于氧空位的绿带发射机理 .另一方面 ,薄膜成分中Mg含量的变化和退火温度的变化对薄膜的发射谱有显著的影响 ,表现在ZnxMg1 -xO的紫外发射峰随Mg含量的增加向短波方向移动 ,同时峰强度随退火温度的升高显著增加     

用电泳法制备ZnxMg1-xO薄膜及其特性研究

用电泳法制备了一系列ZnxMg1-xO薄膜. 对ZnxMg1-xO薄膜的光致发光研究表明，在薄膜发射谱的紫外区域有两个显著的峰，分别对应自由激子和激子间碰撞的发光. 在可见光区域，发射谱的强度基本保持恒定，没有发现通常报道的绿光发射，说明生长的薄膜中氧与其他元素保持很好的 化学配比，抑制了基于氧空位的绿带发射机理. 另一方面，薄膜成分中Mg含量的变化和退火 温度的变化对薄膜的发射谱有显著的影响，表现在ZnxMg1-xO的紫 外发射峰随Mg含量的增加向短波方向移动，同时峰强度随退火温度的升高显著增加. 关键词： 发射谱 x射线衍射 电泳法 ZnMgO薄膜     

非掺杂ZnO薄膜中紫外与绿色发光中心

用直流反应溅射方法在硅衬底上淀积了ZnO薄膜,测量它们的光致发光(PL)光谱,观察到两个发光峰,峰值能量分别为3.18(紫外峰,UV)和2.38eV(绿峰).样品用不同温度分别在氧气、氮气和空气中热处理后,测量了PL光谱中绿峰和紫外峰强度随热处理温度和气氛的变化,同时比较了用FP-LMT方法计算的ZnO中几种本征缺陷的能级位置.根据实验和能级计算的结果,推测出ZnO薄膜中的紫外峰与ZnO带边激子跃迁有关,而绿色发光主要来源于导带底到氧错位缺陷(O_Zn)能级的跃迁,而不是通常认为的氧空 关键词： ZnO薄膜 热处理 光致发光光谱 缺陷能级     

高分子网络凝胶法制备ZnO超细粉体及其光学性能

采用高分子网络凝胶法制备球形ZnO超细粉体。通过聚乙烯醇(PVA)亚浓溶液交联网络的空间位阻作用,经过烧结,获得了具有球形形貌的粒径为1~3μm的ZnO粉体颗粒。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了不同PVA浓度以及退火温度对产物形貌、结构的影响,发现在PVA溶液浓度为5%,并且经500℃热处理所形成的ZnO球形颗粒最为均匀规整。研究了球形ZnO粉体的光致发光性能,室温下经325nm波长激发,观察到两个中心波长分别位于407,468nm的微弱的荧光发射带,在合适温度下,在385nm处还出现了较强的紫外峰。PL光谱表明,退火温度对ZnO的光致发光影响较大,随着退火温度升高,由于表面缺陷和结晶性能发生变化,407nm处发射峰逐渐减弱消失,而紫外发光先增强后减弱,经500℃热处理样品的紫外发光性能达到最佳。     

Luminescence characteristics of cobalt doped TiO2 nanoparticles

TiO₂ nanoparticles doped with two different concentrations of Cobalt, 0.02 and 0.04 mol, are prepared by sol–gel method. The crystalline phase of the doped and undoped nanoparticles and particle sizes are observed with X-ray diffraction and transmission electron microscope. FTIR confirms the bonding interaction of Co²⁺ in TiO₂ lattice framework. The UV absorption spectra of the doped material shows two absorption peaks in the visible region related to d–d electronic transitions of Co²⁺ in TiO₂ lattice. Compared to undoped TiO₂ nanoparticles, the cobalt doped samples show a red shift in the band gap. Steady state photoluminescence spectra give emission peaks related to oxygen defects. The decrease in the intensity ratio of UV/visible emission peaks confirms distortion of structural regularity and formation of defects after doping. The intensity ratio of different visible emission peaks is nearly same for undoped and 0.02 Co²⁺. However, this ratio decreases profoundly at 0.04 Co²⁺, due to concentration quenching effect. Photoluminescence excitation spectra, recorded at 598 nm emission wavelength, give different excitation peaks associated with oxygen vacancies and Co²⁺. Time resolved photoluminescence spectra give longer decay time for doped samples, indicating longer relaxation of conduction band electrons on the defect and on dopant sites.     

退火温度对ZnO薄膜结构和发光特性的影响

采用反应射频磁控溅射法在 Si(100)基片上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜，研究了退火温度对ZnO薄膜的晶粒尺度、应力状态、成分和发光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的紫外发光光谱和可见发光光谱与薄膜的微观状态之间的关系.研究结果显示,在600—1000℃退火温度范围内，退火对薄膜的织构取向的影响较小，但薄膜的应力状态和成分有比较明显的变化.室温下光致发光光谱分析发现，薄膜的近紫外光谱特征与薄膜的晶粒尺度和缺陷状态之间存在着明显的对应关系；而近紫外光谱随退火温度升高所呈现的整体峰位红移是各激子峰相对比例变 关键词： ZnO薄膜 退火 光致发光 射频反应磁控溅射 可见光发射