多晶Si薄膜表面金催化Si纳米线生长

以Au膜作为催化剂和大晶粒多晶Si薄膜为衬底,利用固-液-固生长机制,制备出直径在30～ 100 nm和长度为几百微米的高密度Si纳米线.实验研究了退火温度、生长时间和N2流量对Si纳米线生长的影响.结果表明,随着退火温度的升高,生长时间的延长和N2流量的增加,Si纳米线的长度和密度都显著增加.对不同生长时间下获得的Si纳米线样品进行了X射线衍射测量,结果显示随着生长时间的延长,多晶Si薄膜和表面的Au膜成分都在减少.光致发光谱则显示出弱的蓝光发射和强的红光发射特性,前者应是由非晶SiOx壳层中的氧空位发光中心引起,后者则应归因于Si纳米线芯部与非晶SiOx壳层之间界面区域附近中的Si =O双键态或非桥键氧缺陷中心.     

SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的制备及光致发光性能研究

采用热蒸发法制备了非晶SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构,确定了非晶SiO2纳米线、微米颗粒及SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构生长的工艺条件,并利用XRD、SEM、Raman、PL光谱等技术手段分析表征样品.实验结果表明,在不同的沉积温度范围内,生长样品的形貌和结构不同;SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的发光区与Si衬底明显不同,主要集中在黄绿光范围.     

ZnO纳米线/纳米棒混合阵列的制备及其光致发光性能研究

使用无催化剂热蒸发法,在ZnO/Si薄膜衬底上制备了ZnO纳米线/纳米棒混合阵列.其中,纳米线的直径为10～20nm,纳米棒的直径为60～160 nn,二者混合在一起垂直生长于衬底表面.从衬底的上游到下游位置,混合,阵列中纳米线的含量逐渐下降,纳米棒逐渐增多.室温光致发光测试发现尺寸较小的纳米线阵列的紫外光发光强度比大尺寸纳米棒阵列高约5倍.持续激发光照射下,纳米线阵列的发光强度逐渐上升,停止光照后又逐渐下降到初始值,这可以用纳米线表面O2分子的解吸附和吸附过程来理解.     

泡沫镍衬底上生长二氧化锡纳米线的生长行为及光致发光性能研究

采用热蒸发法,在镀有Au(金)的多孔泡沫镍基底上生长了SnO2纳米线,生长温度分别为750℃、800℃和850℃,分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了生长温度对纳米线生长行为的影响,采用X射线光电子能谱仪(XPS)研究了样品的元素结合态,采用荧光光谱仪研究了样品的室温光致发光(PL)性能.结果证明,生长温度对SnO2纳米线形貌、尺寸、密度等形态学特征影响显著.在750℃下,SnO2为颗粒状;800℃生成了较高密度的SnO2纳米线,且随温度升高纳米线产量增加、直径显著增大;在850℃下其直径增大至微米级.对室温光致发光性能的研究发现,随生长温度升高,在SnO2产量增加和氧缺陷浓度的提高的共同作用下,导致其发光性能随之显著提高.     

Au掺杂浓度对Si纳米线电子结构和磁性的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理,对不同直径和浓度Au掺杂Si纳米线的态密度和磁性进行了计算。结果表明:杂质Au的形成能随Si纳米线直径的增大和掺杂浓度的降低而下降,这说明直径越小的Si纳米线掺杂越困难,杂质浓度越高的Si纳米线越不稳定。其磁性是由于Au d轨道和Si p轨道的p-d耦合而产生的;改变Au的掺杂浓度可改变Si纳米线的带隙,也改变了其磁矩的大小。     

Al催化剂辅助直流电弧法合成α-Si3N4纳米线

采用等离子体辅助直流孤光放电技术,以SiO2粉和Si粉为反应原料,制备了大量纯度高α-Si3N4纳米线.通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)对α-Si3N4纳米线的形貌和组分进行表征与分析.TEM和SEM分析显示合成的α-Si3N4纳米线直径为30~100 nm,长达几十微米,其生长沿着α-Si3N4的[001]方向生长,生长机制气-液-固(VLS)机制所控制.α-Si3N4纳米线光致发光光谱(PL)表明其具有一宽的发光带,具有良好的发光性能.     

MEMS用Si台面及SiO2/Si衬底上3C-SiC的LPCVD生长

本文报道用在Si台面及热氧化SiO2衬底上3C-SiC薄膜的LPCVD生长,反应生长使用的气体为SiH4和C2H4,载气为H2,采用光学显微镜、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、以及室温Hall测试对所生长的3C—SiC材料进行了测试与分析,结果表明在3C-SiC和SiO2之间没有明显的坑洞形成。     

PbS/CdS纳米晶共敏化ZnO纳米线太阳能电池的性能研究

以Zn (Ac)2·2H2O为原料在强碱性条件下合成一维结构的ZnO纳米线,SEM结果表明合成的纳米线尺寸、形貌、长径比均一;并以油胺为单一溶剂采用热注射法制备了形貌、尺寸均匀的PbS纳米晶;构建PbS纳米晶敏化ZnO纳米线基太阳能电池,同时为了改善电池的光电转换效率并构建了PbS/CdS纳米晶共敏化电池,并测试了电池的光电流密度-光电压(J-v)曲线以及Nyquist曲线图,结果表明PbS/CdS纳米晶共敏化电池性能明显优于单纯的PbS纳米晶敏化ZnO纳米线太阳能电池.     

沉积温度和生长停顿对离子束溅射生长Ge/Si多层膜的影响

采用离子束溅射技术生长了一系列Ge/Si多层膜,研究了沉积温度和生长停顿对Ge/Si多层膜结晶性和界面结构的影响.通过对Raman峰峰位、峰强度比值和X射线小角衍射等方面的研究,发现综合控制沉积温度和生长停顿能够得到结晶性和界面都相对理想的多层膜.这为改善Ge/Si多层膜的离子束溅射生长提供了一种有效的方法.     

在蓝宝石衬底上外延生长ZnGa2O4纳米线及其表征

使用一种简单的化学气相沉积法成功地在c面蓝宝石衬底上外延生长了整齐排列的ZnGa2O4单晶纳米线.研究了在不同生长温度和生长压力下外延生长ZnGa2O4纳米线,并使用XRD,SEM和TEM对产物进行了表征.结果 表明,在生长条件为980℃和100 Torr时,可以外延生长出整齐排列的ZnGa2O4纳米线.所制备的ZnGa2O4纳米线直径为60 ～ 150 nm,并遵循Au催化的VLS生长机制沿其四个结晶学方向在蓝宝石上外延生长.分析了纳米线沿四个方向生长的原因,并对纳米线的光致发光性能进行了探讨.     

水热法制备硫化锌纳米线及性能研究

采用水热法成功制备出准一维的硫化锌单晶纳米线。XRD图谱显示,实验制备的硫化锌纳米线是纤锌矿结构,择优c轴即(002)晶面生长。TEM显示硫化锌纳米线长度达几十微米,最大直径约为50nm,有些纳米线的直径在20nm左右。SAED图显示实验得到的是单晶硫化锌纳米线,HRTEM图片中可以明显看到原子晶面排列,测量得出晶面间距为0.313nm,对应于ZnS的(001)晶面。文中研究了硫化锌纳米线的光致发光特性并对发光机制进行了探讨。     

一步法制备BN/Si复合团簇结构

以球磨的B/BN混合物为原料,采用一步法在蘸有催化剂的硅片上合成了大量BN纳米刺包裹在Si纳米或微米线上的复合团簇结构.EDS和SAED表明外层的纳米刺是六方BN多晶,里面包裹的Si纳米或微米线则是立方的Si单晶.实验结果表明合成温度对BN/Si复合结构形成有重要影响,只有在1250 ℃以上的温度才会生成BN /Si复合团簇结构,另外只有当硅片与样品接触时才会形成复合产物.PL光谱显示复合产物在360 nm的激发下,其发光峰在303 nm(4.1 eV)和423 nm(2.93 eV)处.     

Characterization of thin‐film a‐Si:H/µc‐Si:H tandem solar cells on glass substrates

Techniques, such as photoluminescence (PL) and electron‐beam‐induced current (EBIC), have already proven their effectiveness and applicability for solar materials. Although, the methods are standard techniques for multicrystalline Si PV, their application to thin films is challenging and requires special adjustment and a careful selection of the measuring parameters. Here we report on the investigation of thin‐film tandem solar cells consisting of hydrogenated amorphous (a‐Si:H) and microcrystalline silicon (µc‐Si:H) on glass substrates. We observe a homogeneous spatial distribution of the PL signals caused by the dominance of the surface recombination. A typical PL spectrum exhibits sub‐band gap features of a‐Si:H. We relate the sub‐band‐gap spectral features mainly to transitions of carriers trapped in deep states. Observations on partially processed stacks support this supposition. PL is only detectable on the a‐Si:H layer, while EBIC signal is generated mainly in the µc‐Si:H layer. It is found out that the luminescence features of the thin a‐Si:H layer resemble those on bulk a‐Si:H.     

海胆状Eu2O3/Ag3VO4复合材料的水热合成及其光致发光性能

以硝酸银和氧化铕为金属源,P123为结构导向剂,乙醇和水为溶剂.本文通过前驱体合成路线,采用水热法得到海胆状Eu2 O3/Ag3 VO4微球,并探讨其合成条件;采用SEM、XRD、XPS等方法对样品进行了表征,并探讨了Eu2 O3/Ag3 VO4海胆状微纳米结构的形成过程.测试结果表明:在反应温度为80℃,反应时间为10 h时,所合成的海胆状Eu2 O3/Ag3 VO4微球直径约为4~5μm.针对合成的样品,研究了海胆状Eu2 O3/Ag3 VO4微球的光致发光性能,并考察Eu3+掺杂量对光致发光性能的影响,当Eu3+掺杂量为4;时,样品具有最好的光致发光性能.     

Synthesis and photoluminescence properties of ZnO nanowire arrays

In this paper we report a chemical method named coordination reaction method to synthesize ZnO nanowire arreys. ZnO nanowires with the diameter about 80nm were successfully fabricated in the channels of the porous anodic alumina (PAA) template by the above coordination reaction method. The microstructures of ZnO/PAA assembly were characterized using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X‐ray diffraction (XRD). The results showed that the ZnO nanowires can be uniformly assembled into the nanochannels of PAA template. The growth mechanism of ZnO nanowires and the conditions of the coordination reaction are discussed. Photoluminescence (PL) measurement shows that the ZnO/PAA assembly system has a blue emission band caused by the various defects of ZnO. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

AlN/Si(100)上CVD SiC薄膜的光致发光谱

本工作用化学气相淀积方法在AlN/Si(100)复合衬底上生长SiC薄膜.外延生长过程中,采用C4H4和SiH4作为反应气源,H2作为载气.样品的X-射线衍射谱和拉曼散射谱显示,所得到的外延层为六角对称的SiC薄膜.俄歇电子能谱及X-射线光电子能谱的测量结果表明,在外延膜中存在来自衬底的Al和N元素.样品的光致发光测量显示,所有的样品均可在室温下观察到位于3.03eV和3.17eV处的发光峰,这分别相应于4H-SiC能带中电子从导带到Al受主能级之间的辐射跃迁和电子从N施主能级到价带之间的辐射跃迁,从而表明所得的外延薄膜的多形体为4H-SiC.     

具有碳化硅纳米线编织结构的氧化铝泡沫陶瓷的制备及性能研究

本文利用简单、高效的浆料直接发泡法制备气孔率高达96%的Al₂O₃/Si泡沫陶瓷,并选用简便、易行的焦炭埋烧工艺在Al₂O₃/Si泡沫陶瓷坯体中生长出大量SiC纳米线。通过控制烧结温度来观察分析SiC纳米线的生长形貌变化。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、BET比表面积测试仪、电子万能试验机等对泡沫陶瓷的微观结构、物相组成、比表面积、气孔率、抗压强度、热导率进行分析与表征。结果表明,1 450 ℃烧结时得到的SiC纳米线最多,纳米线在泡沫陶瓷孔壁交织缠绕。同时观察到SiC纳米线的存在改变了氧化铝泡沫陶瓷固有的脆性断裂模式,SiC纳米线可有效促进泡沫陶瓷在压缩过程中的裂纹偏转。本实验制备了一种新型的纳米线缠绕在孔壁上的三维网络结构的泡沫陶瓷,为在泡沫陶瓷内部原位生长SiC纳米线提供了新的方法,更好地拓展了泡沫陶瓷在环境过滤、催化剂载体等领域中的应用。