形貌依赖的ZnO阴极射线发光性质研究

采用溶剂热法,通过调节水和乙醇混合液的比例制备了多种形貌的ZnO微米结构。利用扫描电子显微镜（SEM）对ZnO微米结构的形貌及尺寸进行了观察。采用可以实现纳米级微观区域光谱采集的阴极射线发光（CL）技术,对不同形貌的单个粒子的光谱进行精细表征,获得了位置依赖的ZnO阴极射线发光数据。实验结果表明：ZnO材料的发光性质与形貌有关,由于形貌差异导致其局部结晶质量、界面缺陷、表面电荷分布、表面晶面等方面的差异,几种因素共同作用决定其最终的发光性质。     

纳米ZnO颗粒在阳极Al2O3模板中的强光致发光研究

用金属醇盐水解法在阳极Al2O3模板的有序孔洞中生长了纳米量级的ZnO颗粒,并用扫描电子显微镜（SEM）和高分辨电子显微镜（HRTEM）对其形貌进行观察。对纳米ZnO/多孔阳极Al2O3模板组装体的光致发光谱进行测量,将组装体中ZnO颗粒的发光强度与常规方法制备的纳米ZnO颗粒发光强度做了比较,就发光强度提高的原因进行了讨论。     

水热法制备均一形貌的ZnO微米棒

以Zn（Ac）2· 2H2O、KI和N2H4· H2O反应物,在未使用任何表面活性剂的简单水热反应体系中制得了ZnO微米棒.采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对产物的晶体结构、形貌进行了表征和分析.测试结果表明,所得产物为六方纤锌矿结构ZnO微米棒,平均直径为1μm,长度4μm.     

微凝胶模板法制备P（AM-co-MAA）/ZnO有机-无机复合微球的研究

采用反相悬浮聚合法合成了甲基丙烯酸（MAA）含量不同的聚丙烯酰胺-甲基丙烯酸[P（AM-co-MAA）]微凝胶,并以其作为模板,通过外源沉积法制备了一系列微米级,表面具有纳米级颗粒堆积的P（AM-co-MAA）/ZnO有机-无机复合微球。复合微球的表面结构与微凝胶的组成和ZnO的沉积量有关。详细考察了MAA含量,Zn（Ac）2浓度,NaOH醇溶液的浓度对ZnO负载量的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）,能谱分析仪（EDX）,X衍射分析仪（XRD）,傅里叶红外分析仪（FT-IR）等对复合微球的形貌、组成进行了表征。     

镉掺杂氧化锌纳米花的制备及其光催化活性

以氯化锌、氯化镉、氢氧化钠为原料,采用水热法合成Cd掺杂纳米花状ZnO光催化剂,并通过该样品对罗丹明B水溶液的降解来研究其光催化活性。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量色散谱（EDS）、光致发光谱（PL）及紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等测试手段对材料物性进行表征。实验结果表明：当掺杂Cd²⁺时,样品形貌发生变化、粒径减小;掺杂Cd²⁺后的ZnO的吸收边和紫外峰对比于纯ZnO均发生红移,禁带宽度由3.24 eV 减小到3.16 eV。通过光催化实验分析可知,掺杂后纳米ZnO光催化剂对罗丹明B 水溶液的降解率有所提高,光照3 h其降解率高达98%,说明与纯ZnO相比,Cd掺杂ZnO纳米花具有更高的光催化活性。     

离子注入Zn的Si(001)基片热氧化制备纳米ZnO团簇及其生长行为研究

采用离子注入技术将Zn离子注入Si（001）基片,并在大气环境下加热氧化制备了ZnO纳米团簇.利用电子探针、薄膜X射线衍射仪、原子力显微镜和透射电子显微镜,对注入和热氧化后的薄膜成分、表面形貌和微观结构进行表征,探讨了热氧化温度以及注入剂量对纳米ZnO团簇的成核过程及生长行为的影响.结果表明,Zn离子注入到Si基片表面后形成了Zn纳米团簇,热氧化过程中Zn离子向表面扩散,在表面SiO₂非晶层和Si基片多晶区的界面处形成纳米团簇.热氧化温度是影响ZnO纳米团簇结晶质量的一个重要参数.随着热氧化温度的升高,金属Zn的衍射峰强度逐渐变弱并消失,而ZnO的（101）衍射峰强度逐渐增强.当热氧化温度高于800 ℃以后,ZnO与SiO₂之间开始发生化学反应形成Zn₂SiO₄. 关键词： ZnO纳米团簇 离子注入 微观结构 形貌分析     

水热反应中籽晶层对ZnO纳米棒的影响

以Zn(NO3)2·6H2O/HMT为反应物,通过低温水热反应过程,在籽晶衬底上制备了ZnO纳米棒,分别用场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪对ZnO纳米棒形貌与晶体结构进行了表征,并研究了不同方法制备的ZnO籽晶层以及籽晶层厚度对ZnO纳米棒形貌及结晶质量的影响.结果表明磁控溅射籽晶衬底上生长的ZnO纳米棒结晶质量最好,而籽晶层的厚度对ZnO纳米棒的垂直取向性有一定的影响.     

热蒸发法制备ZnO纳米棒阵列

氩气氛常压下，利用热蒸发法，在无催化剂、无ZnO预沉积层的硅衬底上制备了取向良好，排列整齐的ZnO纳米棒阵列．在距Zn源不同位置的Si衬底上得到了不同形貌的样品．硅衬底置于锌源正上方是得到取向一致的ZnO纳米阵列的一个关键性条件．用场发射扫描电子显微镜、X射线粉末衍射表征样品表面形貌、晶体结构．进一步研究了样品的生长机制和荧光性质．     

生长温度对MOCVD外延ZnO纳米结构的影响

为了探究生长温度对外延ZnO纳米结构的影响,得到ZnO纳米结构可控生长的生长温度条件。利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法,设计并获得了不同生长温度的ZnO外延样品,并对所有样品进行了表面形貌、光学特性、电学特性表征和结晶质量表征。实验结果表明:600℃生长的ZnO纳米柱横向尺寸最小,为65 nm左右,其光学特性也相对较好,晶体衍射峰的半峰宽最小,为0.165°,晶粒尺寸最大,为47.6 nm;电学性质相对最优的为640℃生长的ZnO样品,霍尔迁移率高达23.5 cm²/（V·s）。通过结果分析发现,生长温度能影响外延ZnO的生长模式,从而影响ZnO的形貌、光学、电学和晶体质量等特性。     

电沉积法制备ZnO纳米柱及其机制研究

采用阴极还原方法,以Zn(NO₃)₂水溶液为电解液制备ZnO纳米柱。分析了不同沉积电位和不同沉积时间的缓冲层对ZnO纳米柱的密度、形貌及取向的影响。通过分析缓冲层在不同沉积时间下的电流密度变化,研究了缓冲层对ZnO纳米柱密度影响的机理。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了样品的表面形貌及结构。研究结果表明,缓冲层能够增加ZnO纳米柱的密度及c轴的取向性,当缓冲层的沉积时间为60 s时,可以得到密度最大、取向最好的ZnO纳米柱。     

电沉积Co掺杂ZnO的场发射特性研究

在ITO衬底上电沉积了Co掺杂ZnO系列样品,并用X射线粉末衍射仪和扫描电子显微镜测试了样品的结构和表面形貌.结果表明Co掺杂并没有改变ZnO的六方纤锌矿结构,而只在一定程度上改变了表面形貌.样品的场发射特性测试结果显示,随着Co掺杂浓度的增大,开启场强逐渐增大,进而可以判断ZnO体系的带隙依次变窄.Co掺杂引起ZnO能带结构的变化可归因于掺杂元素引入的d电子与基体材料导带和价带中的s、p电子之间的强的sp-d交换相互作用,这将为ZnO的带隙调控提供一种新的思路.     

两步法制备空间取向高度一致的ZnO纳米棒阵列

采用两步法,即先用磁控溅射在Si(100)表面生长一层ZnO籽晶层、再利用液相法制备空间取向高度一致的ZnO纳米棒阵列.用扫描电子显微镜、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和选区电子衍射对样品形貌和结构特征进行了表征.结果表明,ZnO纳米棒具有垂直于衬底沿c轴择优生长和空间取向高度一致的特性和比较大的长径比,X射线衍射的(XRD)(0002)峰半高宽只有0.06°,选区电子衍射也显示了优异的单晶特性.光致发光谱表明ZnO纳米棒具有非常强的紫外本征发光和非常弱的杂质或缺陷发光特性. 关键词： ZnO纳米棒阵列 ZnO籽晶层 两步法 液相生长     

常压MOCVD生长ZnO/GaN/Al2O3薄膜及其性能

以去离子水（H2O）和二乙基锌（DEZn）为源材料,生长温度是680℃时,利用常压MOCVD在GaN／Al2O3模板上成功生长了ZnO单晶薄膜,用原子力显微镜（AFM）、X射线双晶衍射（DCXRD）、光致发光谱（PL）对ZnO薄膜的表面形貌、结晶学性质、光学性质作了综合研究。双晶衍射表明,ZnO非对称（1012）面ω扫描的半峰全宽（FWHM）仅为420arcsec,估算所生长ZnO膜的位错密度大约为10^3／cm^2量级,这与具有器件质量的GaN材料的位错密度相当。在ZnO薄膜的低温15K光荧光谱中,观察到很强的自由激子和束缚激子发射以及自由激子与束缚激子的多级声子伴线。     

射频磁控溅射法制备的Eu掺杂ZnO薄膜的结构及其发光性质

用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了ZnO:Eu3+薄膜,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪测试了薄膜结构、形貌以及发光性能,重点考察了溅射功率和退火工艺对其组织结构和发光性能的影响.结果表明:样品均呈现ZnO的六角纤锌矿结构,增大溅射功率有利于形成ZnO的c轴择优取向;增大溅射功率以及高温退火会使晶粒尺寸增大...     

高压对纳米ZnO和ZnO/SnO2复合材料的结构和发光性能的影响

 利用溶胶-凝胶法制备出了纳米晶ZnO与含有3%摩尔分数SnO₂的ZnO/SnO₂复合材料,在六面顶压机上对制备出的两种样品进行了室温下、6GPa的高压处理。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和光致荧光谱（PL）等方法,对高压处理前后样品的结构和发光性质进行了表征。结果表明：高压处理后回收到的纳米晶ZnO和ZnO/SnO₂复合材料的平均粒径分别减小5.9%和26.3%;高压处理后ZnO和ZnO/SnO₂复合材料光致发光谱的发光带强度都有所降低,但ZnO/SnO₂复合材料发光带强度降低幅度比纯ZnO小,对产生这些现象的原因进行了讨论。     

哑铃状氧化锌纳米晶的合成及光谱研究

在较低温度范围内,采用醋酸锌和氨水,均相沉淀法合成了哑铃状ZnO纳米晶,利用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外-可见（UV-Vis）光谱及荧光光谱对其形貌和光学性质进行了表征,并对其生长机理进行了研究。     

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。     

醋酸锌一步溶液法制备的各种形貌ZnO棒

采用一步化学溶液法在玻璃衬底上通过改变溶液浓度、酸碱度等影响因素生长出不同形貌和不同尺寸的ZnO棒。已生长出的ZnO棒的形貌有细长棒形,垂直于衬底的规则六角形,短而粗的六角形,橄榄形,圆头或平头对称双棒和花生米粒形。分析了酸碱度、溶液浓度、催化剂和温度对生成的ZnO样品形貌的影响,以及分析了其生长机理。随着溶液浓度的增加,生成的ZnO棒的长径比随之减小。溶液浓度为0．01mol／L时,细棒的长径比约为20～70,而当溶液浓度为0．5mol／L时,规则六角短棒的长径比约为0．5～1。当溶液浓度为0．1mol／L,可以生成截面十分规则的六角形且端面为平面的棒状ZnO。随着溶液酸碱性的增强,生成的ZnO棒由细长棒（弱酸性条件）过渡到圆头短棒（弱碱性条件）,溶液的碱性继续增强,可以生成橄榄形。当碱性很强时,生成颗粒状。测量了样品的XRD,扫描电镜像和光致发光光谱。     

有序ZnO纳米阵列的制备及其光学特性

纳米球刻蚀技术和磁控溅射方法在普通玻璃衬底上制备有序氧化锌(ZnO)纳米阵列。利用扫描电子显微镜对样品表面形貌进行了观测,并对样品进行荧光(PL)光谱测试。结果表明,相比于普通ZnO薄膜,ZnO纳米阵列的有序结构可以提高在紫外区域的发光性能,减少蓝绿光的发射缺陷。研究了不同ZnO纳米阵列粒径大小和不同ZnO纳米阵列的厚度对其光学性质的影响。溅射时间30min的有序ZnO纳米阵列样品的质量和结晶状态较好,随着聚苯乙烯(PS)纳米球粒径的减小,样品吸收峰和荧光光谱均发生"蓝移"。     

Ho3+掺杂对ZnO薄膜的微观结构和磁性的影响

研究Ho³⁺掺杂对氧化锌半导体材料的微结构和磁学性质影响. 利用热蒸发技术制备了一系列沉积在Si(100)衬底的Zn_1-xHo_xO(x=0.0、0.04、0.05）薄膜. X射线光谱、表面形貌以及磁性的实验结果表明,Ho³⁺掺杂对ZnO薄膜材料的性能影响很大. X射线衍射图显示峰位出现高角度转变并且趋向于(101)取向,在ZnO晶格显示Ho³⁺置换. 扫描电子显微镜和能谱仪对薄膜的表面形貌以及化学