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%.     

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。     

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.     

电沉积种子层化学控制生长氧化锌纳米棒和纳米管

采用水溶液法在电沉积的ZnO种子层上制备了高度取向的ZnO纳米棒阵列,并通过碱溶液化学腐蚀法获得了ZnO纳米管。对ZnO纳米棒和纳米管的溶液生长和腐蚀过程进行了分析。结果表明,种子层的结构和性能对ZnO纳米棒有着重要的影响,在-700 mV电位下沉积的种子层薄膜均匀性好,生长的纳米棒密度大、与基底垂直性好;碱溶液对纳米棒的腐蚀具有选择性,通过控制腐蚀液的浓度和时间,可获得中空的ZnO纳米管。     

一维有序ZnO纳米棒阵列的制备和优化

以氧化铟锡透明导电膜玻璃(ITO)做载体,先在室温下采用浸渍-提拉法制备出ZnO纳米晶作为种子层,再结合低成本的水热生长法合成了一维有序的ZnO纳米棒阵列.结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)表征,研究了前驱液浓度、溶胶陈化时间、种子层提拉次数、水热生长时间和次数等5种因素对ZnO纳米棒的结构及形貌的影响.研究结果表明, ZnO纳米棒阵列的长度和直径会随着前驱液的浓度和溶胶陈化时间以及水热生长时间的延长而增加.当前驱液浓度为0.5 mol·L^-1时,陈化时间为24 h,浸渍-提拉3次,水热反应3次,每次反应时间为150 min时,可得到一维有序的ZnO纳米棒阵列.     

金修饰ZnO纳米棒阵列制备及对甲醛气敏性能

通过两步溶液法在氧化铝陶瓷管上先制备出ZnO纳米棒阵列,再用真空蒸镀法在ZnO纳米棒表面形成一层均匀Au膜,于500℃下热处理得到Au纳米颗粒修饰的ZnO(Au-ZnO)纳米棒阵列体系。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对ZnO纳米棒阵列和Au-ZnO纳米复合体系进行表面形貌表征和结构分析。气敏性能测试结果表明,Au-ZnO纳米复合体系在300℃下对1000μL·L-1甲醛的灵敏度为41.5,而在200℃下灵敏度仍能达到10.3,表明可以制备低工作温度下气敏性能良好的甲醛气敏传感器。     

CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能

采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点/ZnO纳米棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征;采用光电流-电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响.结果表明,前驱体浓度都为0.1mol·L-1且沉积15次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好.与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比,其光电转换效率显著提高,单色光光子-电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76%.这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区,并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离.荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是,两者间形成的界面中表面态大大减少,有利于减少光生电子和空穴的复合.     

电沉积ZnO纳米棒阵列膜制备及其透光性能研究

应用阴极恒电流电沉积法,以ZnC l2水溶液为电解液,在经预处理的ITO导电玻璃上制备ZnO纳米棒阵列,扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及透射光谱等测试表明,ZnO纳米棒阵列具有c轴高度择优取向,呈六方纤锌矿结构.当入射光波长大于380 nm时,ZnO纳米棒阵列的透光率大于95%,并且禁带宽度变窄.     

ZnO纳米棒阵列在TiO2介孔薄膜上的生长及其表征

通过低温水热法成功地将ZnO纳米棒阵列定向生长在了介孔锐钛矿TiO2纳米晶薄膜上,并主要利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和光致发光光谱等对其进行了表征。所制备的纳米棒具有六边形的端面,纳米棒的尺寸及端面边长分布范围窄,并且沿c轴方向(002)表现出了明显的择优化生长。此外,相比于玻璃基底或TiO2纳米颗粒薄膜,生长在介孔TiO2薄膜上的ZnO纳米棒阵列表现出了较好的取向生长,表明基底的表面结构和组成对ZnO纳米棒阵列的生长有显著的影响。根据基底有序的多孔结构,讨论了纳米棒阵列可能的生长机理。所得到的ZnO纳米棒阵列在室温下分别表现出了以370 nm为中心的强近紫外光和以530 nm为中心的弱绿光两条荧光谱带。     

籽晶层制备方式对氧化锌纳米棒阵列的影响

采用3种不同的方式制备ZnO薄膜籽晶层:旋涂、喷雾热解和脉冲激光沉积。对于每一种制备方式,其薄膜的晶体结构、形貌、表面粗糙度等性能分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行了表征。之后,通过水热合成方法,在3种籽晶层衬底上制备得到具有不同结构和形貌特征的ZnO纳米棒阵列。结果表明,ZnO纳米棒生长和籽晶层制备方式具有极强的相关性。最后,对两者相关性的生长机理进行了解释。     

一种在固体基底上制备高度取向氧化锌纳米棒的新方法

采用廉价、低温的方法，在修饰过ZnO纳米粒子膜的ITO基底上成功制备出具有 高长径比、高度取向的ZnO纳米棒阵列，用扫描电子显微镜(SEM)，X射线衍射(XRD) ，高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及拉曼光谱对制备出的ZnO纳米棒的结构和形貌 进行了表征，测试结果表明，ZnO纳米棒是单晶，属于六方晶系，与基底直，上仍 沿(001)晶面择优生长的特征，并且ZnO纳米棒基本上无氧空位的存在，统计结果显 示，水热反应2h后90%以上的ZnO纳米棒直径为120～190nm，长度为4μm     

特定条件下的定向ZnO纳米棒的制备及表征

采用改进的溶胶凝胶和化学溶液生长两步法, 并控制特定条件在镀银载玻片上制备出定向ZnO纳米棒. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、能谱(EDS)及傅里叶红外吸收光谱(FTIR)对纳米棒的表面形貌、结构、组分进行分析. XRD和SEM结果表明该ZnO纳米棒具有六角纤锌矿结构, 结晶质量良好, 垂直衬底生长. TEM和SAED结果表明该ZnO纳米棒形状规则, 为单晶结构. FTIR谱中的位于418 和541 cm^－1的吸收峰对应于棒状ZnO结构的伸缩振动吸收峰, 1384 和1636 cm^－1对应于六方纤锌矿ZnO晶体的Zn—O伸缩振动吸收峰. 利用负离子配位四面体生长理论初步解释ZnO纳米棒的生长过程.     

P3HT修饰一维有序壳核式CdS/ZnO纳米棒阵列复合膜的光电化学性能

采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米棒阵列, 在ZnO纳米棒阵列上先后电化学沉积CdS纳米晶膜及聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜得到P3HT修饰的一维有序壳核式CdS/ZnO纳米阵列结构, 并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射X射线(EDX)等表征手段证实了该结构的形成. 以此纳米结构薄膜为光阳极组装新型半导体敏化太阳电池, 研究了CdS纳米晶膜的厚度和P3HT薄膜的沉积对电池光伏性能的影响, 初步探讨了电荷在电池结构中的传输机理, 结果表明, CdS纳米晶膜和P3HT薄膜的沉积有效地拓宽了光阳极的光吸收范围, 实验中电池的光电转换效率最高达到1.08%.     

电沉积制备ZnO纳米棒修饰电极上氧化还原蛋白的电化学行为

采用恒电位阴极还原法在金电极表面一步修饰ZnO纳米棒, 制备成ZnO纳米棒修饰电极. 扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)结果显示制得的ZnO为直径约100 nm的六棱柱状纤锌矿晶体纳米棒. 使用ZnO纳米棒修饰的金电极研究细胞色素c的直接电化学行为, 结果表明: ZnO纳米棒修饰的金电极能有效探测到细胞色素c的铁卟啉辅基在不同价态下的电化学行为; 细胞色素c吸附后, ZnO纳米棒修饰的金电极对过氧化氢的电流响应呈现良好的线性关系.     

液相沉积法制备ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜及其光电性质

采用两步化学溶液沉积法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收分光光度计、荧光(PL)光谱仪及表面光电压谱(SPS)研究了不同CdS沉积时间对复合薄膜的晶体结构、形貌、光电性质的影响.研究结果表明:ZnO纳米棒阵列表面包覆CdS纳米颗粒后,其吸收光谱可拓展到可见光区;与吸收光谱相对应在可见光区出现新的光电压谱响应区,这一现象证实,通过与CdS复合可显著提高ZnO纳米棒阵列在可见光区的光电转换性能;随着CdS纳米颗粒沉积时间的延长,复合纳米棒阵列薄膜在大于383nm波长区域的光电压强度逐渐减弱,而在小于383nm波长区域的光电压强度逐渐增强.用两种不同的电荷产生和分离机制对这一截然相反的光响应过程进行了详细的讨论和解释.