掺银氧化锌纳米棒的水热法制备研究

利用水热法在直流磁控溅射制备的掺铝氧化锌 (AZO) 种子层上制备了不同形貌和光学性能的掺银ZnO纳米棒, 并采用XRD、扫描电镜、透射谱、光发射谱和EDS谱详细研究了Ag离子与Zn离子的摩尔百分比 (R_Ag/Zn) 及AZO种子层对掺银ZnO纳米棒的结构和光学性质的影响. 随着R_Ag/Zn的增加, 掺银ZnO 纳米棒的微结构和光学性质的变化与银掺杂诱导的纳米棒的端面尺寸变化有关. 平均端面尺寸的变化归结于种子层颗粒大小和颗粒数密度不同导致掺入的Ag离子的相对比例不同. 溅射15 min的AZO种子层上生长的ZnO纳米棒由于缺陷增多导致在可见光区的发光峰明显强于溅射10 min 的AZO种子层上、相同R_Ag/Zn 条件下生长的ZnO纳米棒. Ag掺杂产生的点缺陷增多导致可见光区PL波包较宽. 纯ZnO纳米棒的微结构与种子层厚度导致的结晶度和颗粒大小有关. 关键词： ZnO纳米棒 水热法 Ag掺杂 直流磁控溅射     

掺铕纳米氧化锌的制备及其发光性质

以尿素为沉淀剂，与可溶性硝酸锌、硝酸铕反应制备纳米晶ZnO:Eu3+³⁺，通 过x射线粉末衍射、透射电子显微镜对纳米粒子的组成、结构、形貌及尺寸进行了分析和测定.研究 结果表明，制得的纳米粒子粒度均匀，粒径分布窄，最小粒径为8nm.详细研究了不同制备 方法、不同掺杂浓度及不同粒度等对ZnO:Eu3+³⁺发光性质的影响.为探讨纳米 掺杂材料的制备技术及发光方面的应用提供了可行的方法. 关键词： 光致发光 3+')" href="#">纳米晶ZnO:Eu3+³⁺ 均匀沉淀法     

一维氧化锌纳米结构生长及器件制备研究进展

介绍了一维氧化锌(ZnO)纳米结构的形态(纳米线和纳米带等)及其特点,阐述了该结构生长及器件制备的方法,例如水热法和化学气相沉积法等. 概述了该结构在发光二极管和纳米发电机等方面的应用进展. 最后,对一维ZnO纳米结构的未来发展趋势进行了展望,并在新方法和新工艺等方面提出了一些建议. 关键词： ZnO 一维纳米结构 制备方法 光电子器件     

孔雀石绿在镁铝水滑石负载纳米氧化锌上的快速光降解

用共沉淀法制备Mg-Al水滑石纳米粉,ZnO纳米颗粒均相地覆盖在Mg-Al水滑石表面. 在500 ℃煅烧4 h后,采用XRD和SEM分析晶体结构和形貌. 研究表明在Mg-Al水滑石表面成功地制备了纳米ZnO. 所获得的纳米ZnO光催化剂对孔雀石绿表现出高的光催化降解性能. 归因于ZnO表面的高光催化活性以及Mg-Al水滑石较好的吸附性能,其中Mg-Al水滑石层片结构起了重要作用.     

醋酸锌热解温度对ZnO纳米棒的结构及光学性质的影响

采用水热法在普通载玻片上热解醋酸锌生成的ZnO种子层上制备ZnO纳米棒, 采用 X射线衍射仪、扫描电镜、分光光度计等测试手段详细研究了醋酸锌热解温度对 ZnO纳米棒的结构和光学性质的影响. 结果表明: 纳米棒的结晶质量、端面尺寸、宏观应力和透射率与醋酸锌热解温度有密切关系. 随着热解温度的增加, ZnO纳米棒具有的c轴择优取向性先增强后减弱, 拉应力先减小后增大, 可见光区的平均透射率先增大后减小. 热解温度为350 ℃时, ZnO纳米棒c轴择优取向性最强, 拉应力最小, 平均透射率最大. 端面尺寸诱导的表面散射 是影响ZnO纳米棒可见光区平均透射率的主要机制. 关键词： 醋酸锌 水热法 ZnO纳米棒     

氧化锌/硅纳米孔柱阵列的结构和光致发光特性研究

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底、用化学气相沉积法制备了具有规则阵列结构特征的ZnO/Si-NPA纳米复合体系，并对其结构和光致发光性质进行了表征. 实验结果显示，组成ZnO/Si-NPA表面阵列的每个柱子均呈现层壳结构. 不同于衬底Si-NPA的红光和蓝光发射，ZnO/Si-NPA在紫外光区和蓝绿光区呈现出两个强的宽发光峰. 分析表明，紫外光发射应归因于ZnO晶体的带边激子跃迁；而蓝绿光发射则来自于ZnO晶体本征缺陷所形成的两类深能级复合中心上载流子的辐射跃迁.     

氮化硼包覆纳米氧化锌体系的光致发光特性研究

研究了ZnO纳米微粒和BN胶囊组装体系(ZnO/BN的核壳结构)的光致发光特性.观察到ZnO/BN体系的光致发光比ZnO纳米粒子增强了1000倍.指出该现象的机理是由于BN胶囊的绝缘环境对界面结构和ZnO量子点的缺陷的数量的影响 关键词： 光致发光增强 电子顺磁共振 ZnO/BN组装体     

氧化锌纳米颗粒薄膜的近紫外电致发光特性研究

利用溶胶-凝胶法(sol-gel method)制备了ZnO纳米颗粒薄膜(ZnO nanoparticle film),并以此为发光层制备了结构为ITO/ZnO nanoparticle/MEH-PPV/LiF/Al的电致发光器件.通过调整器件发光层厚度,对器件的发光光谱和电学特性进行测试研究,发现该器件在一定的直流电压下可以得到以ZnO近紫外(中心波长390 nm)发光为主的电致发光光谱,显示出较好的ZnO近紫外电致发光特性.对该器件的发光机理进行了一定的研究,认为该器件的发光是基于载流子隧穿.     

简单溶液法制备氧化锌纳米棒及光学性质

以水合醋酸锌(ZnAc₂·2H₂O)和水合肼(N₂H₄·H₂O)为反应物,在未使用任何表面活性剂的简单反应体系中制得了ZnO纳米棒。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和室温荧光光谱对产物的晶体结构、形貌和发光性质进行了表征和分析。测试结果表明,所得产物为六方纤锌矿结构ZnO纳米棒,平均直径为120 nm,产物结晶完整,尺寸均匀。这种简单溶液法制备的ZnO纳米棒在386 nm处具有一个尖锐的紫外发光峰,发射光谱的半峰全宽仅为18 nm,在可见光区有一个较弱的宽频发光带。在该反应体系中通过调控混合溶剂的配比,不使用任何表面活性剂的条件下,为ZnO一维纳米棒的形核和生长提供了微型反应空间。     

一步水热法在Al掺杂ZnO纳米盘上可控自组装合成ZnO纳米棒阵列

通过简单的水热合成路线,在没有模板、表面活性剂的作用和未处理的基底上合成出铝掺杂ZnO 纳米盘,并以纳米盘为基底自组装合成了ZnO纳米棒阵列.扫描电镜(SEM)观察到铝掺杂ZnO纳米盘的厚度为 200 nm,纳米盘的尺寸约为2 μm;纳米棒的直径约为150 nm,长约1.5 μm.通过不同生长阶段的形貌变化探讨了ZnO纳米结构的形成机理,表明自组装过程存在两个成核阶段.另外, 研究了铝离子掺杂对样品光致发光性质的影响.     

Properties of nano-ZnO/poly(vinyl alcohol)/poly(ethylene oxide) composite thin films

A series of poly(vinyl alcohol)/nano-ZnO composites were prepared by dispersing nano-ZnO in aqueous solutions containing mixtures of the biodegradable polymers poly(vinyl alcohol) (PVA) and poly(ethylene oxide) (PEO), and composite thin films were prepared by casting. The introduction of nano-ZnO into PVA/PEO mixed solutions significantly decreased the resistivity of the solutions. Ultraviolet absorption, thermal behaviour and visco-elastic properties of the thin films were determined as a function of nano-ZnO content up to 15 wt%. Optimum film properties were obtained with 1 wt% nano-ZnO, higher proportions of nano-ZnO resulting in agglomeration of ZnO particles and deterioration in film properties. The Forouhi and Bloomer model was used for the modelling of ZnO thin films.     

ZnO 极性表面及其N原子吸附机理的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理赝势法计算了ZnO极性表面的几何结构和电子结构特性,对比分析了ZnO(0001)和ZnO(0001)表面结构弛豫、能带结构、电子态密度及N吸附ZnO极性表面的形成能情况.计算结果表明: 相对于ZnO(0001)表面,ZnO(0001)表面受结构弛豫影响更加明显,而ZnO(0001)表面完整性更好.相对于体相ZnO结构,ZnO(0001)表面的能带带隙变窄,同时价带顶附近能级非局域性增强使晶体表面的导电性能变得更好;而ZnO(0001)表面的能带带隙变宽,由于O^{-关键词： 密度泛函理论 第一性原理 ZnO极性表面 N吸附}     

氧化锌薄膜光电功能材料研究的关键问题

氧化锌薄膜光电功能材料是近年来新发展起来的研究课题,由于它在短波长光电信息功能材料方面具有潜在的应用前景而备受关注.为了开发ZnO结型光电器件,目前首先需要解决高质量ZnO单晶薄膜的外延及p型掺杂等关键问题.综合国内外的研究结果,结合我们的工作,叙述了利用多晶格匹配原理通过过渡层在Si衬底上异质外延高质量ZnO薄膜,介绍了用SiC作过渡层生长ZnO薄膜的有关问题.对ZnO的p型掺杂,分析了制备p型ZnO的困难和利用Ⅲ-Ⅴ族共掺杂方法生长p型ZnO的作用和优点.     

Structural properties of the donor indium in nanocrystalline ZnO

The structural properties of the nanocrystalline semiconductor ZnO (nano-ZnO) doped with the donor Indium were investigated by perturbed γγ angular correlation spectroscopy (PAC) and extended X-ray absorption fine structure measurements (EXAFS). Up to an average concentration of one In atom per nanocrystallite, PAC measurements show that about 12% of the ¹¹¹In atoms are incorporated on substitutional Zn sites. At higher In concentrations, new In defect complexes are visible in the PAC spectra, which dominate the spectra if the average In concentration exceeds one In atoms per nanocrystallite. In addition, the local environment of Zn and In atoms in In doped nano-ZnO was investigated by EXAFS. The measurements at the K edge of Zn show that the crystal structure of nano-ZnO corresponds to bulk ZnO. In heavily In doped nano-ZnO the EXAFS experiments at the K edge of In exhibit an expansion of the first O shell about the In site. Since about four O atoms are detected in this first shell a substitutional incorporation of the In atoms in the ZnO lattice is suggested. The second shell to be occupied by Zn atoms as well as higher shells are almost invisible, which might have the same microscopic origin as the occurrence of defect complexes observed by PAC.     

Ab Initio Comparative Study of Zincblende and Wurtzite ZnO

By employing the first-principles pseudopotential plane-wave method, the physical properties of zincblende ZnO are investigated in comparison with those of the common wurtzite structure. Zincblende ZnO is predicted to be a direct gap semiconductor. Compared to the wurtzite structure, the zincblende ZnO is characterized by smaller bandgap and pressure coefficient, larger electron effective mass, increasing static dielectric constants and more covalent bonding. Furthermore, the optical properties including dielectric function and energy loss function of zincblende ZnO were obtained and analysed with some features. These aspects reveal promising applications of zincblende ZnO in optoelectronic devices.     

ZnO基紫外探测器研究进展

近年来，直接带隙宽禁带半导体ZnO（3．37eV）以其优越的光电特性而成为紫外探测领域研究中的新热点。文章介绍了不同类型的ZnO基紫外光敏探测器的结构和性能，并对ZnO基紫外光敏探测器的最新研究进展和应用前景进行探讨和展望。     

Thermo-mechanical performance of PVC/ZnO nanocomposites

The present paper deals with the study of thermo-mechanical performance of PVC/ZnO nanocomposites. The samples have been prepared by solution casting technique with different (0, 2, 4, 6 and 8) wt. % of ZnO nanoparticles in poly (vinyl chloride) (PVC) matrix and structurally characterized through scanning electron microscopy. In thermo-mechanical analysis, dynamic mechanical analyzer gives the information about storage modulus and phase transition temperature (T_g). From these viscosities, profile at elevated temperature and activation energy of phase transition can be evaluated. This study reveals that dispersion of nano-ZnO significantly altered the thermo-mechanical properties of neat PVC but the effect is composition-dependent.     

具有四角锥状纳米ZnO的制备及强蓝光发射特性

采用热蒸发锌(Zn)粉的方法在不同的氩气流量下制备了大量的四角锥状ZnO纳米材料。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光(PL)谱对样品进行了形貌和发光特性分析。结果表明:合成的ZnO纳米材料受氩气流量影响较大,随着流量的增大,形貌由杂乱无章的结构(线状、块状、树枝状等)变成了均匀一致的四角锥结构,其发光特性随着生长过程中氧相对含量的减少,紫外光发射减弱、蓝光发射明显增强,说明氧空位是引起蓝绿光发射的主要原因。经700℃在空气中氧化处理后蓝绿光消失和氧化后的样品在700℃再经氢气还原处理后蓝绿光又重新出现的实验结果进一步证实了这个结论。本实验结果提供了支持纳米ZnO蓝光发射来自氧空位的实验证据,并初步探讨了四角锥状ZnO纳米结构的生长机理和强蓝光发射机制。     

纳米ZnO生长及性质分析

利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术,在表面含有ZnO颗粒作为催化剂的Si(111)衬底上制备了ZnO纳米柱阵列。采用X射线衍射(XRD)、喇曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)谱分析了样品的晶体结构质量、表面性质和光学性质。结果表明,生长出来的纳米ZnO具有较好的c轴择优取向性。发现氧分压对ZnO纳米柱的生长有重要影响:当氧分压较低时,生长基于VLS机制;当氧分压较高时,生长基于VS机制;通过对N2O流量的控制可实现对ZnO纳米材料的可控生长。     

不同维度ZnO能带结构和电子态密度的研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法来研究不同维度ZnO的能带结构和电子态密度.参考实验上的ZnO晶格参数构建不同维度的ZnO模型并进行结构优化后再计算能带结构和电子态密度.研究结果表明二维和三维ZnO都属于直接带隙半导体且二维ZnO的禁带宽度大于三维ZnO;从三维变到二维,ZnO的电子局域化程度变高且Zn 3d轨道电子从能量较低的能级向能量较高的能级跃迁.本文的研究展示了二维和三维ZnO能带结构和电子态密度的异同,为二维ZnO基的器件研究提供了一定的理论参考价值.