低分子量聚乙烯亚胺/金纳米棒纳米载体的制备及毒性研究

以表面修饰巯基十一烷酸的金纳米棒 (GNRs/MUA)为骨架, 将低分子量的聚乙烯亚胺(PEI)连接到GNRs/MUA表面, 构建GNRs/MUA/PEI纳米载体.首先采用MUA对GNRs进行表面修饰, 减少由于GNRs表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)所造成的生物毒性.然后采用低分子量 PEI 进一步修饰, 同时利用GNRs巨大的比表面积进一步放大 PEI 的携带基因能力, 这样既能够降低阳离子聚合物的毒性, 又能够提高整个体系的转染效率.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、Zeta电位等对纳米载体进行了表征.结果显示, MUA与PEI已成功修饰到GNRs表面, 并很好地保留了GNRs的光学性质, 其表面电位发生正负交替变化.采用噻唑蓝(MTT)比色法对纳米载体进行细胞毒性研究, 结果显示GNRs/MUA/PEI(1.8 kDa)非病毒纳米载体, 细胞存活率在控制聚合物浓度为300 μg/mL时仍然稳定在75%以上, 明显高于商品化的PEI(25 kDa).     

乙二醇溶剂中纳米氧化锌的制备

以乙二醇作为溶剂 ,氢氧化钠 (1mol· L-1)、氯化锌 (1mol· L-1)为原料 ,在非水体系中 ,15 0℃温度下化学沉淀法制备纳米级氧化锌粒子 ,反应时间为 2 h。用 XRD、FT- IR、TG- DTA、TEM表征粒子的结构和特征 ,德拜 -谢乐公式计算粒子的平均粒径。在实验条件下 ,前驱体生成与氧化锌粒子形成同步实现 ,粒子粒径为 2 0 nm左右 ,其表面被有机物包覆。     

氧化锌纳米晶体的光谱分析

采用沉淀法并通过控制前驱体的煅烧温度来制备粒径不同的氧化锌(ZnO)纳米晶体,对粒子的透射电镜照片进行分析,结果表明,制备出的纳米粒子分散性好、形貌一致、粒径分布集中。样品的X射线衍射光谱分析表明,随着前驱体煅烧温度增加,晶体粒径增大、结晶度提高;样品的紫外-可见吸收光谱的峰位随粒径减小而发生蓝移,这一实验结果表明ZnO纳米晶体呈现出较明显的量子限域效应;红外吸收光谱测量结果表明,用沉淀法制备的ZnO纳米晶体的表面会吸附一小部分残余的离子,对红外吸收光谱中的ZnO特征振动峰随粒径减小发生宽化和红移的现象进行了理论分析;光致发光光谱测量结果表明,ZnO纳米晶体在紫外区(360 nm)存在一较弱的发光峰,而在可见区(468 nm)存在一较强的发光峰,与理论计算结果进行比较后,认为锌空位点缺陷是导致ZnO纳米晶体可见区发光的主要原因。     

整齐排列的氧化锌纳米针阵列的场发射性能

采用简单的热蒸发方法,不使用任何催化剂,在硅基底上制备出了两种垂直于基底、整齐排列的氧化锌纳米针阵列.它们具有均匀的分布以及一致的取向和高度.场发射性能研究表明它们同时具有较低的开启和阈值场强,稳定的发射电流和长时间维持发射的能力.较低的开启和阈值场强来源于它们较高的长径比和较细的尖端;稳定发射电流和长时间维持发射的能力来源于它们在基底上均匀一致的分布以及由于较粗的根部带来的与基底的良好接触.实验结果表明整齐的氧化锌针状纳米结构阵列是一种理想的平面场发射材料. 关键词： 氧化锌 热蒸发 阵列场发射 屏蔽效应     

纳米氧化锌粉体的制备及发光性质的研究

采用沉淀法制备纳米ZnO粉体，探讨了晶粒尺寸与反应浓度和热处理温度的关系，并对所得到的纳米ZnO粉体的发光性质进行了研究，对不同温度热处理的样品的发光性质做了比较。ZnO的可见发光机制的解释一直未有定论。一部分作者认为绿光是由氧空位引起的；另一部分认为是锌空位造成的。本文的实验结果揭示了可见发光的内部过程，肯定了双声子参与的发光过程，支持了绿色是由锌空位造成的这一观点。此外，用230nm以下波长激发样品时，可见发光的行为明显不同于用325nm以上的波长去激发同一样品时的发光情形。实验表明高能激发，样品能发白光，因此，用ZnO做白光二极管是可能实现的。     

形形色色的氧化锌纳米结构

最近,笔者有机会目睹了一张ZnO纳米飞机的照片:每一架飞机都是一个独立生长的准单晶体,尺寸数μm ,具有相同的外形,就像是折纸工艺品;数十架飞机组成一个机群,各朝着不同的方向.这张照片是中国科学院物理研究所高鸿钧小组拍摄的,为纳米结构百花园增添了奇葩.形形色色的纳米结构     

定向ZnO纳米钉阵列的制备及生长机理

在550 ℃下,采用化学气相沉积(CVD)法在镀Au(10 nm)的Si(100)衬底上,制备了ZnO一维纳米钉阵列结构。X射线衍射(XRD)谱图中只显示了(002)衍射峰,其半峰全宽为0.166°,表明制备的纳米钉阵列具有高度c轴择优生长取向的特点和较高的结晶质量,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射图(SAED)谱的结果表明所得到的单根纳米钉为沿(002)生长的单晶结构;同时,对一维纳米钉阵列的生长机理进行了分析。结果表明:由于Si与ZnO之间大的晶格失配度,首先在Si表面沉积一层富Zn的ZnO_x薄膜缓冲层,然后通过VLS机理中的底端生长模式生长成为纳米钉阵列结构。     

掺铟氧化锌纳米阵列的制备、结构及性质研究

通过碳热辅助化学气相沉积法,用Au做催化剂在850℃下制备了铟掺杂的氧化锌（In/ZnO）纳米阵列.纳米棒的尺寸均匀,表面光滑,直径约为400 nm,长为2—3 μm.能量色散谱和X射线光电子能谱分析表明, 六棱柱状的纳米阵列中成功地进行了In 的掺杂,含量约为08%.室温光致发光谱显示掺杂后的紫外发射峰位有红移,峰的半高宽变大, 没有观察到绿光发射峰位.拉曼光谱显示出ZnO的峰位有不同程度的偏移,并且有新的峰位出现,这表明In的掺杂有效地取代了部分Zn的晶格. 关键词： In掺杂 ZnO 纳米阵列 光致发光     

氧化锌纳米棒形貌控制及其在钙钛矿太阳能电池中作为电子传输层的应用

在钙钛矿电池中, ZnO纳米棒的垂直性是影响器件效率的关键因素. AZO(ZnO:Al)玻璃作为一种廉价的透明导电衬底,由于与ZnO纳米棒无晶格失配,有望获得最佳垂直性.然而目前在大气环境下,以AZO为衬底、ZnO纳米棒为电子传输层的钙钛矿太阳能电池还鲜有报道.本文通过水热法制备ZnO纳米棒作为电子传输层,系统研究不同条件对ZnO纳米棒的形貌及结晶性能的调控规律,分析其微观生长机理.并在此基础上于大气环境下制备太阳能电池,将以AZO为衬底在大气条件下制备的钙钛矿光伏器件的最佳效率从目前文献报道的7.0%提高到9.63%.这对丰富钙钛矿电池的设计思路及进一步降低成本具有重要意义.     

氧化锌纳米结构的制备及发光性质研究

采用化学气相沉积方法,在氩气和氧气混合气氛下制备了两种四角结构的纳米氧化锌。初始反应物为纯锌粉,反应过程中没有采用任何触媒。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、光致发光光谱研究了纳米产物的结构和光学性质。获得的纳米产物为高纯的纤锌矿结构氧化锌。两种氧化锌纳米产物具有三维立体的四角结构,分别为四角锥-片状结构和四角锥-线状结构,具有较大的长径比,呈典型的微/纳结构。通过对两种氧化锌纳米结构的紫外发射峰和可见发射带的对比研究,探讨了氧化锌纳米产物可见发射带的起源,以及影响其发光性质的主要因素。     

一维有序ZnO纳米棒阵列的制备与表征

通过改进传统水热法的密闭、高压的条件,在非密闭、常压环境下在氧化铟锡玻璃衬底上自组装生长了取向高度一致并且分散性好的ZnO纳米棒阵列.首先将乙酸锌溶胶旋涂到氧化铟锡玻璃衬底上,经热处理得到致密的ZnO纳米晶薄膜,然后将其垂直放入前驱体溶液中通过化学溶液沉积生长得到ZnO纳米棒阵列.室温条件下,对样品进行了SEM和XRD的测试.表明生成的氧化锌纳米棒阵列沿c轴取向,实现了定向生长,且纳米棒结晶较好,为六方纤锌矿结构,直径约为40 nm,长度达到微米量级.室温下的吸收光谱表明,由此方法得到的纳米棒纯度较高,有强的紫外吸收.室温下,观测到了该有序ZnO纳米棒阵列在387 nm处强的窄带紫外发射,半高宽小于30 nm,在468 nm处还有一强度较弱的蓝光发射峰.     

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。     

Evaluating the Quantum Confinement Effect of Isolated ZnO Nanorod Single-Quantum-Well Structures Using Near-Field Ultraviolet Photoluminescence Spectroscopy

Using low-temperature near-field spectroscopy, we obtained spatially and spectrally resolved photoluminescence (PL) images of individual ZnO nanorod single-quantum-well structures (SQWs) with a spatial resolution of 20 nm. We observed the dependence of the quantum confinement effect of the PL peak on the well width (L _aw), from which the linewidths of near-field PL spectra of ZnO nanorod SQWs (L _aw = 2.5 and 3.75 nm) were determined to be as narrow as 3 meV. However, near-field PL spectra of individual SQWs with L _aw = 5.0 nm exhibited two PL peaks, presumably due to strains or defects in the ZnMgO in the nanorod SQWs. Since the exciton in a quantum structure is an ideal two-level system with long coherence times, our results provide criteria for designing nanophotonic devices.     

Controlled synthesis of oriented ZnO nanorod arrays by seed-layer-free electrochemical deposition

Oriented ZnO nanorod arrays were successfully prepared on transparent conductive substrates by seed-layer-free electrochemical deposition in solution of Zn(NO₃)₂ at a low temperature of 70 °C without using any catalysts, additives, and additional seed crystals. The effects of the Zn(NO₃)₂ concentration, deposition time and applied current on the localized nanorod arrays are investigated. X-ray powder diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were used to characterize the structures and the morphologies of ZnO nanorod arrays. The heights and diameters of ZnO nanorods can be tuned by controlling the electrodeposition parameters.     

直立Zn_2GeO_4/ZnO纳米棒阵列的制备及其发光性质研究

利用化学气相沉积法(CVD)在表面溅射Au和沉积ZnO籽晶的硅衬底上分别生长高度有序、垂直密布的直立Zn2GeO4/ZnO纳米棒阵列,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和光致发光(PL)谱测试手段对所制备样品进行表征和发光特性的研究。所制备的Zn2GeO4/ZnO纳米棒的直径为350~400 nm,高度为10~11μm;室温PL谱观察到3个来源于Zn2GeO4的典型发光峰。最后,对CVD法制备的Zn2GeO4/ZnO纳米棒生长机理进行了分析。该种直立性良好的一维纳米棒材料可以广泛地应用到纳米光电子器件中。     

碳量子点负载TiO_2纳米棒阵列的光电化学性能

研究了碳量子点负载的Ti O2纳米棒阵列光阳极的光电化学过程和光催化行为。实验发现碳量子点的引入使Ti O2纳米棒阵列在可见光区域的吸收强度增强,对可见光的响应电流提高3倍,光照下的开路电位增加了2.5%,光生载流子的转移和传输能力得到相应提高。光阳极对亚甲基蓝的降解特性显示,碳量子点的引入使Ti O2纳米棒在可见光照射下的催化效率由25%提高到33%。利用电化学交流阻抗谱(EIS)、MottSchottky曲线讨论了光影响下的电荷运动过程,表明Ti O2纳米棒阵列负载碳量子点后的电荷转移电阻减小,电子寿命增加;碳量子点的负载使Ti O2纳米棒的平带电位负移,导带位置提高,电子的还原能力增强。     

ZnO纳米带外延树枝状锯齿形缺口结构的制备及其发光特性

应用气固生长方式在没有催化剂的情况下合成出一种新奇的ZnO纳米结构．通过透射电子显微镜分析，发现这种ZnO纳米带外延晶枝直径约20 nm，在[0001]方向有着良好的外延生长取向．提出了一个模型来解释这种树枝状锯齿结构的生长．室温下光致发光测量表明这种ZnO纳米结构在382、491 nm处有一个紫外发光峰和绿光发光峰．     

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     

Effect of growth time on Ti-doped ZnO nanorods prepared by low-temperature chemical bath deposition

Ti-doped ZnO nanorod arrays were grown onto Si substrate using chemical bath deposition (CBD) method at 93 °C. To investigate the effect of time deposition on the morphological, and structural properties, four Ti-doped ZnO samples were prepared at various deposition periods of time (2, 3.5, 5, and 6.5 h). FESEM images displayed high-quality and uniform nanorods with a mean length strongly dependent upon deposition time; i.e. it increases for prolonged growth time. Additionally, EFTEM images reveal a strong erosion on the lateral side for the sample prepared for 6.5 h as compared to 5 h. This might be attributed to the dissolution reaction of ZnO with for prolonged growth time. XRD analysis confirms the formation of a hexagonal wurtzite-type structure for all samples with a preferred growth orientation along the c-axis direction. The (100) peak intensity was enhanced and then quenched, which might be the result of an erosion on the lateral side of nanorods as seen in EFTEM. This study confirms the important role of growth time on the morphological features of Ti-doped ZnO nanorods prepared using CBD.     

Fabrication of an intelligent superhydrophobic surface based on ZnO nanorod arrays with switchable adhesion property

The superhydrophobic ZnO surface possessing water adhesive reversibility is fabricated by a facile method. The as-prepared surface is low adhesive; however, after being irradiated by UV light through a photomask, it becomes highly adhesive. A water droplet can suspend on the irradiated surface. Further annealing the irradiated surface, water droplets can roll on the surface again. Reversible transition between the high adhesive pinning state and low adhesive rolling state can be realized simply by UV illumination and heat treatment alternately. The adhesion transition is attributed to the adsorption/desorption of surface hydroxyl groups and the organic chains rearrangement on the top surfaces of ZnO.