两步溶液法制备亚微米ZnO棒阵列及其退火后的发光

通过改变溶液浓度、酸碱度等生长条件,用两步化学溶液沉积法在玻璃衬底上制备出有序排列的亚微米级ZnO棒阵列,棒的截面呈正六边形,直径约为200~500nm。测量了样品的XRD谱和扫描电镜像,证明这些样品都是六方纤锌矿结构的ZnO单晶,且以[002]方向择优生长。将样品退火前后的PL光谱进行比较分析,发现退火后样品的发射光谱中紫外峰消失而长波段的红色发光峰红移并且增强(峰位由630nm左右移到720nm),而其激发光谱中的室温激子激发峰也增强。当退火时间增加到6h后,出现了由430nm的蓝峰和505nm绿峰组成的宽谱带蓝绿色发射。并对发光机理进行了讨论。     

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。     

水浴法制备ZnO纳米棒及其场发射性能

用硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)与六亚甲基四胺(C6H12N4)以等浓度配制成反应溶液,通过水浴法制备出了形貌可控的棒状ZnO纳米结构,讨论了不同反应浓度及衬底对ZnO表面形貌的影响.样品的XRD和扫描电子显微镜分析结果表明,所得产物均为六方纤锌矿结构,在有晶种层的衬底上制备出的ZnO纳米棒沿(001)方向并垂直于衬底表面生长.随着反应浓度的增加,ZnO纳米棒的直径增大,长径比减小.样品的场发射性能测试表明,反应溶液浓度为0.005 mol/L,以铜膜为晶种层的硅衬底上制备出的场发射阴极具有较好的场发射性能.     

纳米ZnO微晶的合成及其发光特性

以醋酸锌和尿素为主要原料,利用沉淀-水热法一步合成了纳米ZnO微晶。用XRD,TEM,FTIR等测试技术及光致发光光谱(PL)对纳米ZnO微晶进行了表征,并对其发光特性进行了分析。研究表明：该合成方法操作简单,得到的纳米ZnO颗粒基本无团聚,结晶性较好,平均粒径约为17.2 nm,并在500～750 nm范围内出现宽的PL峰, 呈现出纳米材料的发光特征。     

ZnO纳米花的制备及其性能

利用化学气相沉积法, 在铜箔上成功制备出形似自然界中刺球花的ZnO纳米花结构. 实验进一步研究了氧气和氩气流量比例分别为1:150, 1:200, 1:250和1:400时对ZnO纳米花结构和性能的影响. 结果表明, ZnO纳米花上的ZnO纳米棒的长径比随氧气氛的减少而减小; 在氧气和氩气流量比例为1:250时制备出的ZnO纳米花尺寸均匀、形貌均一、花型结构最完美. ZnO 纳米花的室温光致发光谱表明, 随着氧气氛的减少, 可见区域的发光从一个波包变成一个宽峰, 且与锌空位相关的缺陷发光峰在减弱, 与氧空位相关的缺陷发光峰在增强. 基于实验结果, 提出了一种在铜箔上制备ZnO纳米花结构的生长模型.     

制备一维可控形貌的ZnO微米棒

用化学溶液法以醋酸锌和六亚甲基四胺为原料在玻璃衬底上生长出不同形貌的亚微米和微米ZnO棒。探讨了反应液的酸碱度和反应液浓度对生成的ZnO棒形貌的影响，并分析了其生长机制。通过控制一定的酸碱度和溶液浓度，可以得到规则的六角ZnO棒状阵列。这种规则的六角棒沿着[002]方向生长。测量了样品的XRD，扫描电镜像(SEM)，并对其发光性能进行了测量分析。其中规则六角ZnO棒的光致发光光谱中有一很强的峰值650nm红色宽谱带和一峰值约387nm的激子发光峰。激子发光峰加宽，实际上是自由激子的发光峰(380nm)和Zni的发光峰(430nm)的叠加。而红色发光峰可能是Vo2+中的电子和价带中的空穴辐射复合所致。     

铕掺杂纳米氧化锌发光材料的制备及其性能研究

采用均匀沉淀法,制备了平均粒径在20nm左右掺杂铕的纳米氧化锌粉体,通过XRD、粒度分析仪、FL、IR测试方法分别对其物相结构及组成、粒径分布和光致发光性能进行了分析.结果表明:所制样品仍然为六方晶系纤锌矿结构,Eu3+全部进入到ZnO晶格中;且Eu3+掺入量为5％时发光效果较好;所制样品颗粒粒度较小,粒径分布均匀.     

射频磁控溅射法制备ZnO薄膜的发光特性

利用射频磁控溅射法在硅衬底上制备出具有（002）择优取向的氧化锌薄膜，用波长为300nm的光激发，观察到在446nm处有一强的光致发光峰，它来自于氧空位浅施主能级上的电子到价带上的跃迁。并讨论了发光峰与氧压的关系以及退火对它的影响，且给出了解释。     

热蒸发法Zn／ZnO叶状微米结构自组装生长及其发光特性

采用热蒸发法在ZnO缓冲层覆盖着Si衬底上合成了2D叶状的Zn晶枝结构,Zn的晶枝长度约为几十微米,厚度约为200nm,随后Zn晶枝在O2的气氛下热处理,在晶枝表面获得纤细、均匀的ZnO纳米线。晶枝按照无催化、自组装、汽相生长模式生长,晶枝最快生长方向是沿着载气气流的方向释放凝固潜热,XRD分析结果结果显示了Zn纳米线具有六角纤锌矿结构,Zn/ZnO的发光谱显示,在380nm处有一弱的UV近带边发射和中心在505nm处的强绿光发射,绿光发射归因于施主/受主对之间的辐射跃迁。     

ZnO亚微米和微米棒的晶体生长及发光性质

用硝酸锌Zn(NO3 )2·4H2O和六亚甲基四胺 (CH2 )6N4,通过化学溶液法在玻璃衬底上生长出ZnO六角形亚微米和微米棒(长 5~6μm,直径 0. 8 ~5μm)。生长时间达两天后,ZnO棒呈中空六角形微米管。测量了样品的X射线衍射(XRD)谱,扫描电镜像和喇曼光谱。ZnO微米棒的光致发光为橙红色宽谱带发射(峰值 630nm, 半峰全宽 250nm), 其激发光谱除带间本征激发(短于 370nm)外,还有很强的在导带底附近的室温激子激发峰(峰值 387nm,半峰全宽 30nm)。而阴极射线发光有两个发射峰,橙色宽谱带强峰 (峰值580nm,半峰全宽约为140nm)是缺陷发光峰,近紫外窄谱带弱峰(峰值 395nm,半峰全宽约为 20nm)是激子发光峰。     

气相沉积法生长不同结构ZnO纳米线及其发光

用Zn粉、Zn／In2O3／C粉作为不同锌源,通过气相沉积法在空气或N2／O2混合气氛下生长出多种形貌的ZnO纳米线（如：四脚状、多脚状、梳子状、绒棒状,以及纳米棒、纳米丝、纳米带等多种形貌）,直径约为50-1000nm,长度约为1—20μm。测量了样品的XRD谱、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射像,证明这些样品都是六方纤锌矿结构的ZnO单晶。四脚状样品的PL光谱显示样品存在近紫外峰（380nm）和绿峰（500nm）两个发射带,半峰全宽分别约为15,90nm,其峰值强度比其他方法（如溶液法）制得样品的峰值强。样品的尺寸对光谱强度有一定影响,但对谱峰位置并无影响。用He-Cd激光器的325nm激光对四脚状样品进行发射光谱分析,发现其近紫外激子发光大大增强而绿色缺陷发光相对较弱,近紫外的峰值位于383nm,半峰全宽约为16nm;绿峰峰值位于515nm,半峰全宽约为76nm。     

反应溅射氧化锌薄膜的结构特点及性质

以金属Zn(纯度为99.99%)作为靶材,采用离子束反应溅射法在玻璃衬底上溅射沉积了一系列ZnO薄膜样品。通过对薄膜样品X射线衍射(XRD)谱的分析,发现尽管溅射条件不同,但是ZnO薄膜只沿(0002)晶面取向生长。衬底温度和溅射气体的氧分压对薄膜沿c轴取向生长有影响,其中衬底温度的影响较明显。溅射过程中发现衬底温度为360℃最适合(0002)晶面的生长,在此温度下溅射获得了完全沿c轴取向生长且衍射峰最强的ZnO薄膜。室温下测量了ZnO薄膜的发射光谱,发现薄膜在紫外区(364nm附近)、蓝绿区(470nm附近)有较强的发光峰,在紫光区(398nm附近)、蓝光区(452nm附近)和红外区(722nm附近)有较弱的发光峰。ZnO薄膜在空气中退火,对薄膜的结构、发光和电学性质都有一定影响。合适的退火温度可以促进薄膜沿c轴的取向生长;退火后ZnO多晶薄膜的晶粒比未退火的略大;退火使部分发光峰的位置发生偏移并使薄膜的发光强度增强;退火使薄膜的电阻率显著增大,薄膜的电阻率随氧分压的增大而增大。     

水热法制备Co掺杂ZnO纳米棒及其光学性能

采用水热法在石英衬底上以Zn(CH3COO)2.2H2O和Co(NO3)2.6H2O水溶液为源溶液,以C6H12N4(HMT)溶液作为催化剂,在较低温度下制备了Co掺杂的ZnO纳米棒。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所生长ZnO纳米棒的晶体结构和表面形貌进行了表征,考察了Co掺杂对ZnO纳米棒微观结构和对发光性能影响的机制。结果表明:Co掺杂的ZnO纳米棒呈六方纤锌矿结构,具有沿(002)面择优生长特性,Co掺杂使ZnO纳米棒的直径变细;同时室温光致发光(PL)谱检测显示Co掺杂ZnO纳米棒具有很强的近带边紫外发光峰,而与深能级相关的缺陷发光峰则很弱。本研究采用水热法在石英衬底上于较低温度下生长出了具有较高光学质量的Co掺杂ZnO纳米棒。     

混合碱液法生长的氧化锌晶体表面形貌及光致发光性质

从NaOH和LiOH的混合碱液中生长了具有不同六方形貌的淡黄色ZnO晶体.采用X射线粉末衍射的方法对晶体的物相进行了分析,利用光学显微镜和扫描电镜对晶体的形貌进行了表征,同时利用电子探针能谱仪对晶体的组分进行了分析.从晶体的室温光致发光谱图中可以观测到380,445,512,652 nm处存在与晶体结构和缺陷相关的发射...     

A Simple Hydrothermal Method for the Growth of ZnO Crystals

ZnO microstructures have been grown from zinc chloride (ZnCl₂) and ammonia solution at 100 °C for 1 – 24 hours. X‐ray diffraction, scanning electron microscope and field‐emission scanning microscope were utilized to investigate the structural properties and morphology of the ZnO crystals. Structural investigations show that phase‐pure hexagonal structure ZnO has been successfully synthesized, and the hexagonal structure ZnO can be achieved in solutions with an appropriate range of concentrations. Under our experimental conditions, several different morphologies of ZnO structures were obtained, including flower‐like and bar flower‐like. The relationship between the morphology and experimental conditions are discussed.     

氧化锌晶体的水热法生长及性能表征

报道以块状氧化锌陶瓷为培养料,KOH、LiOH和H2O2的混合水溶液为矿化剂体系,采用水热法生长出尺寸为30mm×38mm×8mm的氧化锌晶体。氧化锌晶体 c(0001)和-c(0001)方向的生长速度分别为0.17,0.09mm/day。 c面的颜色为浅绿色,而-c面的颜色为深褐色。在室温下测得 c面的载流子浓度为104cm-3,电阻率为80Ω·cm,迁移率为100cm2/V·s。晶体(0001)面的双晶摇摆曲线的FWHM为45arc-sec。对氧化锌晶体 c面在室温条件下的光致发光谱和吸收光谱进行了测试分析。