Ag掺杂对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结结构和发光性能的影响

利用简单的水热合成法在p-GaN薄膜上制备了Ag掺杂的一维ZnO纳米棒(ZnO NRs),并且研究了Ag掺杂对于ZnO NRs结构和形貌以及n-ZnO NRs/p-GaN异质结发光特性的影响。结果表明,不同Ag掺杂浓度的ZnO纳米棒截面均呈六边形的棒状结构,且纳米棒的取向垂直于衬底;XRD分析结果表明,随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒(0002)晶面的峰位向衍射角减小的方向移动,表明Ag+置换了ZnO晶格中的部分Zn2+后使其晶格常数略增加;随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒近带边发光峰发生一定的红移并且强度逐渐减弱,黄带发光峰逐渐增强,n-ZnO NRs/p-GaN异质结具有更好的传输效率。     

Ag掺杂对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结结构和发光性能的影响

利用简单的水热合成法在p-GaN薄膜上制备了Ag掺杂的一维ZnO纳米棒（ZnO NRs）,并且研究了Ag掺杂对于ZnO NRs结构和形貌以及n-ZnO NRs/p-GaN异质结发光特性的影响。结果表明,不同Ag掺杂浓度的ZnO纳米棒截面均呈六边形的棒状结构,且纳米棒的取向垂直于衬底;XRD分析结果表明,随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒（0002）晶面的峰位向衍射角减小的方向移动,表明Ag⁺置换了ZnO晶格中的部分Zn²⁺后使其晶格常数略增加;随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒近带边发光峰发生一定的红移并且强度逐渐减弱,黄带发光峰逐渐增强,n-ZnO NRs/p-GaN异质结具有更好的传输效率。     

Co掺杂ZnO纳米棒的水热法制备及其光致发光性能

以Zn(NO3)2·6H2O 和Co(NO3)2·6H2O为原料, 通过水热法在较低温度下制备了纯ZnO和Co掺杂的ZnO(ZnO:Co)纳米棒. 利用XRD、EDS、TEM和HRTEM对样品进行了表征, 结合光致发光(PL)谱研究了样品的PL性能. 结果表明, 水热法制备纯ZnO和ZnO:Co纳米棒均具有较好的结晶度. Co2+是以替代的形式进入ZnO晶格, 掺入量为2%(原子分数)左右. 纯的ZnO纳米棒平均直径约为20 nm, 平均长度约为180 nm; 掺杂样品的平均直径值约为15 nm, 平均长度约为200 nm左右; Co掺杂轻微地影响ZnO纳米棒的生长. 另外, Co掺杂能够调整ZnO纳米棒的能带结构、提高表面态含量, 进而使得ZnO:Co纳米棒的紫外发光峰位红移, 可见光发光能力增强.     

Sn掺杂ZnO纳米针的结构及其生长机制(英文)

利用包括磁控溅射和热氧化的两步法在Si(111)衬底上制备了Sn掺杂ZnO纳米针.首先用磁控溅射法在Si(111)衬底上制备Sn:Zn薄膜,然后在650℃的Ar气氛中对薄膜进行热氧化,制备出Sn掺杂ZnO纳米针.样品的结构、成分和光学性质采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量散射X射线(EDX)谱和光致发光(PL)光谱等技术手段进行分析.结果表明,制备的样品为具有六方纤锌矿结构的单晶Sn掺杂ZnO纳米针,Sn掺杂量为2.5%(x,原子比),底部和头部直径分别为200-500 nm和40 nm,长度为1-3μm,结晶质量较高.室温光致发光光谱显示紫外发光峰比纯ZnO的发光峰稍有蓝移,这可归因于能谱分析中探测到的Sn的影响.基于本实验的实际条件,简单探讨了Sn掺杂ZnO纳米针的生长机制.     

纳米晶ZnO∶Er3+的制备及其室温上转换发射

采用化学沉淀法成功地将Er3+掺杂到纳米晶ZnO基质晶格中, 所制备的纳米晶ZnO∶Er3+粉体具有强室温发射现象, 并观测到其室温上转换发射现象. 纳米晶ZnO∶Er具有较高的上转换效率, 用978 nm激光激发, 肉眼可观察到绿色发光. 本文制备的纳米晶ZnO∶Er3+粉体发光材料不同于Er掺杂的体材料ZnO粉体.     

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.     

Sn掺杂ZnO半导体纳米带的制备、结构和性能

在无催化剂的条件下, 利用碳热还原反应气相沉积法制备出了高产率单晶Sn掺杂ZnO纳米带. XRD和TEM研究表明纳米带为结晶完好的纤锌矿结构, 生长方向沿[0001], EDS分析表明纳米带中Sn元素含量约为1.9%. 室温光致发光谱(PL)显示掺锡氧化锌纳米带存在强的绿光发射峰和较弱的紫外发射峰, 谱峰峰位中心分别位于494.8 nm和398.4 nm处, 并对发光机制进行了分析. 这种掺杂纳米带有望作为理想的结构单元应用于纳米尺度光电器件领域.     

加热覆盖有ZnCl2溶液的锌片制备ZnO亚微米棒阵列

将表面覆盖有ZnCl2溶液的锌片加热到400 ℃反应1 h, 在锌片上生长出了ZnO亚微米棒阵列. 采用扫描电镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对所制备的产物进行了表征和分析. 结果表明产物为六方相纤锌矿单晶结构的ZnO亚微米棒, 其直径和长度分别为300～650 nm和6 μm, 提出了ZnO亚微米棒可能的生长机理. 在波长为300 nm光的激发下, 发现了ZnO亚微米棒阵列具有发光峰位于395 nm强的紫外光发光和位于490 nm弱的蓝绿光发光, 这两种发光分别起源于ZnO宽带隙带边发射和ZnO中相应的缺陷结构.     

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。     

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.     

铜掺氧化锌多孔纳米棒的水热合成及其光催化性能

通过两步法合成铜掺杂的氧化锌纳米棒,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见（UV-Vis）分光光谱等技术对系列样品进行了表征,研究并探索了铜掺杂的氧化锌纳米棒光降解染料罗丹明B（RhB）和气体乙醛的催化活性。通过对多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化分解乙醛进行了评价。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒（CZ-5）光催化剂具有最高的催化分解乙醛的能力,比其它多孔Cu掺杂ZnO纳米棒具有很高的催化活性。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化剂在室温下在可见光（435 nm）下照射16 h,5.50×10^-4（φ,体积分数）的乙醛气体完全降解为二氧化碳（CO₂）。多孔铜掺杂的氧化锌纳米棒光催化剂的光催化性能的改善主要归因于铜和氧化锌纳米棒之间的协同作用。这种改进的光催化协同作用归因于Cu掺杂ZnO的可见光吸收的延伸和光生电子空穴对的抗重组。     

Room temperature ferromagnetism in undoped and Fe doped ZnO nanorods: Microwave-assisted synthesis

One-dimensional (1D) undoped and Fe doped ZnO nanorods of average length ∼1 μm and diameter ∼50 nm have been obtained using a microwave-assisted synthesis. The magnetization (M) and coercivity (H_c) value obtained for undoped ZnO nanorods at room temperature is ∼5×10⁻³ emu/g and ∼150 Oe, respectively. The Fe doped ZnO samples show significant changes in M -H loop with increasing doping concentration. Both undoped and Fe doped ZnO nanorods exhibit a Curie transition temperature (T_c) above 390 K. Electron spin resonance and Mössbauer spectra indicate the presence of ferric ions. The origin of ferromagnetism in undoped ZnO nanorods is attributed to localized electron spin moments resulting from surface defects/vacancies, where as in Fe doped samples is explained by F center exchange mechanism.     

Micro-Raman and photoluminescence study of urchin-like ZnO structure assembled with nanorods synthesized by hydrothermal method

Urchin-like ZnO structures assembled with nanorods have been synthesized by cetyltrimethylammonium bromide-assisted hydrothermal method. The as-obtained products were characterized by powder X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy for the study of crystal structure and morphology. The ZnO urchin is constructed of well-assembled nanorods of length ~3 μm range and diameter ~20 nm. Micro-Raman study shows characteristic Raman-active mode of hexagonal ZnO at 439 cm⁻¹ and also mode related to defects at ~581 cm⁻¹. The ZnO urchin assembled with nanorods possessed band edge emission at 3.085 eV and defect related visible emission at 2.97, 2.57, and 2.36 eV.     

以陶瓷球为载体的铁掺杂氧化锌纳米棒光催化降解甲醛气体

采用简单的湿化学法在陶瓷球上制备了纯氧化锌和铁掺杂的氧化锌纳米棒。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见分光光度计（UV-Vis）对样品的结构、形貌和光学性能进行了结构表征和分析。研究了纯氧化锌及铁掺杂的氧化锌在紫外光照射下对甲醛气体的降解效率。结果表明与纯氧化锌相比,铁掺杂的催化剂表现出更优越的光催化活性。当Fe的掺杂量为4%时,催化剂对甲醛的降解效率最高。催化剂具有良好的稳定性,可以重复利用,循环使用10次之后,催化效率仍可达到85%。     

以陶瓷球为载体的铁掺杂氧化锌纳米棒光催化降解甲醛气体(英文)

采用简单的湿化学法在陶瓷球上制备了纯氧化锌和铁掺杂的氧化锌纳米棒。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征和分析。研究了纯氧化锌及铁掺杂的氧化锌在紫外光照射下对甲醛气体的降解效率。结果表明与纯氧化锌相比,铁掺杂的催化剂表现出更优越的光催化活性。当Fe的掺杂量为4%时,催化剂对甲醛的降解效率最高。催化剂具有良好的稳定性,可以重复利用,循环使用10次之后,催化效率仍可达到85%。     

Influences of Co doping on the structural,optical and magnetic properties of ZnO nanorods synthesized by hydrothermal route

Pure and Co-doped ZnO nanorods have been synthesized by a hydrothermal process. The structure, morphology and properties of as-prepared samples have been studied using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), photoluminescence (PL) spectrometer as well as by superconducting quantum interference device (SQUID). The structure and morphology analyses show that Co doping can slightly impede the ZnO crystallinity, influence the nanorods morphology, but cannot change the preferred growth orientation of ZnO nanorods. The amount of Co doping contents is about 3.0 at% in ZnO nanorods and dopant Co²⁺ ions substitute Zn²⁺ ions sites in ZnO nanocrystal without forming any secondary phase. The optical measurements show that the Co doping can effectively tune energy band structure and enrich surface states in both UV and VL regions, which lead to novel PL properties of ZnO nanorods. In addition, ferromagnetic ordering of the as-synthesized Zn_1?xCo_xO nanorod arrays has been observed at room temperature, which should be ascribed to sp–d and d–d carrier exchange interactions and presence of abundant defects and oxygen vacancies.     

Spectroscopic characterization of zinc oxide nanorods synthesized by solid-state reaction

Well-crystallized zinc oxide nanorods have been fabricated by single step solid-state reaction using zinc acetate and sodium hydroxide, at room temperature. The sodium lauryl sulfate (SLS) stabilized zinc oxide nanorods were characterized by using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, transmission electron microscopy and photoluminescence spectroscopy. The X-ray diffraction revealed the wurtzite structure of zinc oxide. The size estimation by XRD and TEM confirmed that the ZnO nanorods are made of single crystals. The growth of zinc oxide crystals into rod shape was found to be closely related to its hexagonal nature. The mass ratio of SLS:ZnO in the nanorods was found to be 1:10 based on the thermogravimetric analysis. Blue shift of photoluminescence emission was noticed in the ZnO nanorods when compared to that of ZnO bulk. FT-IR analysis confirmed the binding of SLS with ZnO nanorods. Apart from ease of preparation, this method has the advantage of eco-friendliness since the solvent and other harmful chemicals were eliminated in the synthesis protocol.     

单根锑掺杂ZnO微米线热电发电机的制备及热电性能

采用化学气相沉积(CVD)方法,在无催化剂的条件下,生长出了锑掺杂的超长、大尺寸ZnO微米线。测试表明微米线的平均长度可达1~2.5 cm,微米线中锑元素的含量约为3.1%(n/n)。此外,将挑选出的单根锑掺杂ZnO微米线以银浆为电极制作成热电发电机,并研究了微米线长度和微米线直径对器件输出性能的影响。研究表明当器件两电极之间的温差为20 K且两电极间微米线的长度为1.6 cm时,器件能够输出的最大电压和最大输出功率分别约为36 m V和10.8 n W,微米线的赛贝克系数约为-1.80 m V·K-1。此外,热电器件的输出电压随着微米线长度的增加而增大,随微米线直径的增加而减小。     

单根锑掺杂ZnO微米线热电发电机的制备及热电性能

采用化学气相沉积（CVD）方法,在无催化剂的条件下,生长出了锑掺杂的超长、大尺寸ZnO微米线。测试表明微米线的平均长度可达1~2.5 cm,微米线中锑元素的百分含量约为3.1%（n/n）。此外,将挑选出的单根锑掺杂ZnO微米线以银浆为电极制作成热电发电机,并研究了微米线长度和微米线直径对器件输出性能的影响。研究表明当器件两电极之间的温差为20 K且两电极间微米线的长度为1.6 cm时,器件能够输出的最大电压和最大输出功率分别约为36 mV和10.8 nW,微米线的赛贝克系数约为-1.80 mV·K^-1。此外,热电器件的输出电压随着微米线长度的增加而增大,随微米线直径的增加而减小。     

微波固相合成氧化锌纳米棒

通过前驱体的微波固相热分解法快速合成了氧化锌纳米棒, 其直径在60～385 nm之间, 长可达数微米. 前驱体则通过一步室温固相反应制备. 用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线分析(EDX)和透射电子显微镜(TEM)对产物的结构和形貌进行了表征. 同时, 对氧化锌纳米棒的光致发光(PL)性能作了测试, 结果表明在355 nm处有一个明显的近带隙发射峰. 另外, 对比实验表明, 微波辐射在氧化锌纳米棒的形成过程中起了关键性作用, 并对其形成机理进行了初步探讨.