助熔剂法生长ZnO晶体

采用Bi4B2O9、CdB2O4和BaB2O4为助熔剂,获得了毫米级的氧化锌单晶.Muiliken的电负性理论和Viting的平均轨道电负性提供了一个选择晶体生长所采用的助熔剂的有效方法.实验结果表明ZnO晶体的生长温度比文献报道的均低,从而有效地减少了ZnO以及助熔剂的挥发.本文给出了几种有望获得大尺寸ZnO单晶的助熔剂.     

ZnO晶体研究的统计分析

ZnO晶体是近年来材料科学的研究热点.本文采用科学计量学方法对1997～2005年间发表的ZnO材料相关研究文章进行了分析.目前ZnO研究论文增长迅速,表明该材料其受到很高的关注程度,主要集中在薄膜和纳米两个研究方向.其中,纳米ZnO研究论文增长更快,成为热点中的热点.ZnO体单晶也呈增长趋势,主要集中在水热生长研究.     

水热合成奇异形态的ZnO晶体

本文采用水热法,以3mol/L KOH为矿化剂,填充度35;,温度430℃,在Zn(OH)2中添加SnCl2·2H2O,添加量为Sn2+:Zn2+=2;条件下,合成出ZnO晶体.产物中除了大量短六棱柱形晶体外,还出现了部分冰激凌形晶体.六棱柱形晶体具有典型的ZnO特征,显露正极面c{0001}、负极面-c{000-1}、柱面m{10-10}、正锥面p{10-11}和负锥面-p{10-1-1}.而冰激凌形晶体有明显的六棱锥晶体外壳,X光能谱(EDS)检测证实晶体各部位的组分均为ZnO.     

水热法制备ZnO晶体及纳米材料研究进展

纳米ZnO材料是新型宽禁带半导体材料,具有优良的光学及电学性能,在太阳能电池电极及窗口材料、声表面波材料、光电材料、敏感材料等方面得到广泛应用.纳米ZnO材料性能与制备技术有很大关系,本文综合评述了水热法制备纳米ZnO材料研究现状,研究了其制备特点及制备机理,从纳米ZnO晶体、阵列或薄膜、粉体三个方面制备实例研究了水热制备方法,最后探讨了纳米ZnO材料发展前景.     

ZnO晶体的极性生长习性与双晶的形成机理

本文根据晶体负离子配位多面体的生长基元的观点，结合氧人锌晶体生长基元稳定能的计算，研究和分析了水热条件下氧化锌晶体的极性生长习性和双日 的形成机理。氧化锌晶本的生长习性明显地受生长时的物理化学条件（溶液的碱度，反应和矿化剂）的影响，晶粒形态表现为长柱状、单锥状和颗粒状；而且在不同的生长条件下可以形成不贩双晶晶粒。在以ＫＢｒ为矿化剂的溶液中形成哑铃形双晶，双晶面为（０００１）；在中性或弱碱性溶液２中     

基于脉冲电铸技术Ni-ZrO2纳米梯度功能材料的制备工艺

研究了在脉冲复合电铸过程中,当其它工艺参数一定时,镀液中纳米ZrO2颗粒含量、脉间、脉宽和阴极电流密度对复合电铸层中ZrO2复合量和沉积速率以及脉冲参数对复合电铸层表面形貌的影响,并对所制备复合电铸层的横截面进行了SEM观察和组成成分测定.结果表明,通过控制脉冲复合电铸过程中的工艺参数可以制备出由纳米颗粒复合量变化而导致其组织成分呈梯度分布的纳米功能梯度材料.     

Sn掺杂对ZnO晶体形貌和磁性的影响

采用水热法,在ZnO中添加SnCl2.2H2O作前驱物,3M KOH作矿化剂,温度430℃,填充度35%,反应24h,合成了掺杂Sn的ZnO晶体。当前驱物中添加SnCl2.2H2O可以明显影响部分晶体形态,使正极面c轴方向的生长速度受到抑制,较大面积显露正极面c{0001},同时也显露负极面-c{000 1}、正锥面p{10 10}、负锥面-p{101 1}和柱面m{10 10}。磁性测量结果显示Sn可微量掺入ZnO晶格中,且呈现顺磁性特征。X射线衍射和X光荧光能谱分析表明,SnCl2.2H2O的添加量较大时,还伴随生成金红相SnO2棒状晶体。     

Co、Sn共掺杂ZnO晶体的制备及其磁性

采用6 mol/L KOH作为矿化剂,SnO2、CoCl2和ZnO按物质的量比为0.02∶0.5∶1的比例混合作为前驱物,填充度70;,温度430℃,时间24h,采用水热法制备出Co、Sn元素掺杂的ZnO晶体.Sn元素掺杂明显改变了晶体的极性生长特征,较大面积的显露正极面c｛0001｝面,还显露柱面m{l0l0｝、正锥面p{1011｝、负锥面｛1011｝和负极面｛0001｝以及正锥面{1012｝和负锥面{1012｝,晶体长度约为50 μm.经过EDS测量表征,发现制备的ZnO单晶中Co元素的含量达到10.89at;,生成物中出现少量Co氧化物,SQUID测量表明样品主要表现为顺磁性.     

ZnWO4单晶衬底上ZnO薄膜的晶核发育与形貌分析

ZnWO4单晶的a晶面与氧化锌c晶面晶格匹配很好,是制备氧化锌薄膜的优良衬底.本文采用溶胶-凝胶法在ZnWO4单晶衬底上制备出透明的ZnO薄膜.通过光学显微镜对薄膜晶核发育过程和形貌进行了详细的分析.实验结果表明:在结晶刚开始,系统将经历成核--长大的过程,随着生长过程的进行,在主晶轴上(一次轴)上又长出二次轴、三次轴等等,最后逐渐形成树枝状晶核.由于ZnO晶核是在非平衡条件下生长的,故在晶核发育过程中又出现了三种不同的生长形态--成核生长、枝晶生长和分形生长.     

Laterally‐Graded SiGe Crystals for High Resolution Synchrotron Optics

A novel type of optical element for synchrotron radiation applications in the X‐ray region: namely laterally‐graded aperiodic crystals on the basis of Si_1‐xGe_x mixed crystal is presented. The lattice parameter of such gradient crystals containing up to some at. % Ge changes nearly linearly along the plane of diffraction. Thus the variation of the Bragg angle of divergent incident light on the crystal can be compensated. This opens up the possibility to operate a crystal monochromator in nearly crystal limited resolution in the whole energy range above 2 keV at the full vertical synchrotron source divergence without a collimating pre‐mirror. Simultaneously the reflected spectral intensity can be increased considerably as compared with a conventional Si‐crystal monochromator.     

高浓度Co掺杂ZnO晶体的水热法制备及磁性

采用水热法以CoO、ZnO混合为前驱物制备了ZnO晶体,矿化剂为6 mol/L KOH,填充度70;,温度430℃,两种样品CoO、ZnO组分物质的量百分比分别为0.5∶1和1∶1.当前驱物为nCo∶nZn=0.5∶1时,合成出Zn1-xCoxO晶体,Co元素掺杂量分别为6.83 at;和9.30 at;.当前驱物中nCo∶nZn=1∶1时,Zn1-xCoxO晶体中Co掺杂比例达到9.31 at;,同时伴有Co3O4生成,其中Zn掺杂比例达到14.59 at;,SEM显示,所制备的Zn1-xCoxO具有明显的ZnO晶体特征,形态完整,最大尺度约为50 μm.SQUID测量显示,生成物中Zn1-xCoxO晶体具有顺磁性,Zn1-xCoxO和Co3-xZnxO混合晶体也显示为顺磁性.     

制作压电器件氧化锌单晶的评述

氧化锌材料制作压电器件已经有很长的研究历史,自从Robert F.Service在1997年报道氧化锌可以在短波长范围实现蓝光输出后,氧化锌单晶在质量和体积方面取得了很大的研究进展。通过对比分析20世纪60年代以来氧化锌单晶压电特性的研究结果,指出迄今为止制作压电器件的氧化锌单晶仍然需要继续优化。     

化学气相输运法制备ZnO晶体

本文采用化学气相输运法在常压开放系统中以(0001)蓝宝石为基片制备出定向生长的ZnO晶体.以ZnO粉体为原料,NH4Cl为输运气体,O2和H2O为反应气体,加入适量的HCl作刻蚀性气体,通过调节NH4Cl输运量,获得两种不同生长方向的ZnO晶体,分别为(1010)方向和(0002)方向.(0002)方向上生长的晶体呈现六角片状,a、b轴生长速度明显高于c轴方向,晶体在基片上呈外延生长,大面积显露c面,且和蓝宝石c面平行.文中对O2、H2O、NH4Cl、HCl在晶体的生长中的作用和生长机制进行了讨论.     

水热法ZnO单晶的缺陷和光学特性研究

运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分析了比较了水热法ZnO晶体+c及-c部分的杂质,用四探针法比较了两部分的电阻率.结果表明, 晶体+c部分杂质含量少于-c部分,且前者电阻率明显高于后者.比较了Xe灯激发下两部分的光学性质,用氧气和氢气分别对+c部分ZnO进行处理,并进一步用He-Cd激光器对晶体的光学性能进行了研究,分析表明ZnO晶体416 nm左右的蓝光发射来自导带到锌空位(VZn)浅受主能级的跃迁,490 nm的蓝绿光发射与锌填隙(Zni)有关,540 nm附近的黄绿光发射与氧填隙(Oi)形成的能级有关.     

常压混合碱液条件下ZnO单晶生长习性的研究

采用常压混合碱液法,以NaOH、LiOH和H2O的混合碱液作助熔剂,重复生长了无色透明的六方片状、六方柱状和带六方双锥的完整单晶.经X射线衍射确认所生长的晶体均为六方纤锌矿型ZnO.实验表明,生长体系中NaOH与LiOH的物质的量比及ZnO的物质的量分数都对晶体的形貌有明显影响.NaOH与LiOH物质的量比为10:1、ZnO物质的量分数为0.077时,获得ZnO晶体的尺寸、透明度为最佳.     

Mn、Cu共掺ZnO磁性的研究

本文采用水热法,分别以ZnO、Zn(OH)2为前驱物,添加一定量的MnCl4.4H2O和CuSO4.2H2O, 3mol/LKOH作矿化剂,温度430℃,填充度35%,反应24h,制备了Mn、Cu共掺ZnO晶体。当前驱物为Zn(OH)2时,所得晶体大部分为短柱状晶体,显露正负极面{0001}、{0001-}、负锥面-p{101-1-}和柱面m{1-010},长度约为30 ～50μm。少部分晶体为单锥六棱柱状,显露正锥面p{101-1},柱面m{1-010},负极面-c{0001-},晶体的长度约为100μm,长径比为5:1。当ZnO用作前驱物时,短柱状晶体长度大约为10 ～30μm,晶体的六棱对称性都出现较大的偏差。X射线荧光能谱分析表明,前驱物为ZnO、Zn(OH)2时,Mn离子含量在分别为3.19%和1.62%原子分数,没有检测到Cu离子。虽然Mn、Cu离子的掺入会明显影响晶体形态,磁性测量显示掺杂Mn、Cu的ZnO仍为反铁磁。