网络状表面结构纳米氧化锌的发光特性

为研究表面形貌对微纳结构氧化锌晶体光学特性的影响,利用气相传输法制备了一种具有特殊表面结构的纳米氧化锌颗粒状样品.应用X射线衍射谱、电子能量散射谱和扫描电镜等对样品结构和形貌进行了分析,结果表明样品具有三种层次结构组成的网络状表面形貌|室温下以波长355 nm激光激发样品,观察到紫外峰明显被抑制的发光谱.基于样品表面周期性微结构,用时域有限差分法和严格耦合波分析法对样品发光谱特性及成因进行仿真研究.结果表明,发光谱中紫外峰的被削弱与材料能级结构无关,其形成机理缘于样品表面类蝴蝶翅膀表面微结构,类似于光子晶体表面结构颜色.     

表面等离子体增强氧化锌纳米带发光特性的研究

利用简单的化学气相沉积方法在低温下高产量地合成了ZnO纳米带, 并利用磁控溅射对样品进行表面修饰, 制备了Au-ZnO复合纳米带. 通过扫描电镜、透射电镜及微区拉曼等手段系统地研究了表面修饰对ZnO 纳米材料发光性能的影响.结果表明, 在ZnO纳米带上溅射Au纳米颗粒, 可有效增强其近带边发光并使可见发光强度发生淬灭, 从而增强ZnO纳米带的发光性能. ZnO纳米带发光增强因子η最大可达到85倍. 基于Au纳米颗粒的散射、吸收、Purcell增强因子, 以及Ostwald熟化理论, 又进一步探讨了Au-ZnO复合材料的发光机制. 采用表面等离子体耦合的方法可以有效地提高光电半导体器件的发光效率. 关键词： 表面等离体子 光致发光 氧化锌     

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。     

控制纳米结构以调控氧化锌的发光、磁性和细胞毒性

氧化锌(ZnO) 纳米材料因其在UV 激光器、发光二极管、太阳能电池、稀磁半导体、生物荧光标示、靶向药物等领域中的广泛应用而成为最热门的研究课题之一. 调节和优化ZnO 纳米结构的性质是ZnO 的实际应用迫切所需. 在此, 通过发展聚乙烯吡咯烷酮导向结晶法、微波加热强制水解法、表面活性剂后处理法, 成功地制备出了尺寸、表面电荷或成分可调的球、半球、棒、管、T 型管、三脚架、片、齿轮、两层、多层、带盖罐子、碗等一系列ZnO 纳米结构. 通过简单地改变ZnO 纳米粒子的尺寸、形貌和表面电荷或成分, 有效地调控ZnO 本身的发光强度和位置, 并近90 倍地增强了荧光素染料的荧光强度; 诱使了强度可调的室温铁磁性; 实现了对ZnO纳米颗粒的细胞毒性的系统性调控.     

紫外光激发下氧化锌纳米线的发光特性研究

室温条件下,用355 nm的激光激发氧化锌纳米线,测量了其发光光谱.观察到半宽度较小、峰值波长约382 nm的紫光峰和半宽度较宽、峰值波长约507 nm的绿光峰;两峰的发光强度随激发光功率密度的变化而变化,且均存在饱和效应,但各自的变化规律及饱和值的大小不同;紫光峰的中心波长随激发光功率密度的增加而发生了明显的红移.对两峰产生的机理、强度饱和值存在的原由、强度随激发光功率密度变化及紫光峰红移的起因进行了分析.     

MOCVD方法生长的氧化锌薄膜及其发光特性

近年来,随着近紫外光发射氧化锌薄膜研究的进展,许多先进的薄膜生长手段被广泛采用。本文探索了用MOCVD方法在硅衬底上生长氧化锌薄膜的方法,试验了用几种不同的有机金属源生长ZnO薄膜;研究了源材料及生长压力和温度对薄膜生长的影响;观察了样品的室温光致发光光 谱。通过与溅射方法生长的ZnO薄膜的比较,提出了影响材料结构和发光特性的可能原因。     

液晶-氧化锌纳米复合材料的可调发光

采用超声波分散技术,选用氧化锌纳米晶体和液晶（N-（4-methoxybenzylidene）-4-ethoxybenzenamine）,制成液晶质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的液晶-氧化锌纳米复合材料。通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、光致发光光谱仪对样品进行表征。实验结果表明：当液晶MB₂BA在氧化锌纳米晶体的质量分数从0增加到80%时,氧化锌纳米复合材料的PL光谱峰值最终移到了418 nm的蓝光区域。随着氧化锌纳米晶体中液晶分子的增加,氧化锌纳米晶体的表面缺陷减少、其深层发光明显削弱,氧化锌纳米晶体的光致发光可以由最初的黄绿色转变为蓝色。因此,可以在氧化锌纳米晶体中通过添加适量的液晶MB₂BA来实现蓝光发射。     

紫外发光增强的石墨烯-氧化锌纳米复合物

采用溶剂热法在相同条件下分别制备了纯ZnO和石墨烯-氧化锌纳米复合物,通过SEM、TEM、拉曼和红外光谱等手段,对纳米复合物样品进行了形貌和结构表征。实验结果显示ZnO纳米颗粒成功地分散在少层石墨烯上。通过对比纯ZnO与复合物的形貌和光致发光谱,发现在没有石墨烯时,ZnO能够择优取向生长成六方棱柱,紫外发光峰弱且宽;在有石墨烯时,ZnO聚集成表面不规则的球形颗粒,紫外发光峰强且窄。上述结果表明ZnO形貌的变化和石墨烯的等离子体效应共同影响了ZnO的紫外发光,但石墨烯的表面等离子体效应起主导作用。     

氧化锌叶片状纳米晶的结构和光谱特性

熔盐法对sol-gel法生成的前驱物处理合成新颖的叶片状的氧化锌纳米结构,TEM照片显示其长度300-500nm,宽度为50-80nm,两头尖端约呈25°夹角,形状基本沿中轴呈中心对称。其生长过程进行了研究:弯曲了的ZnO纳米棒闭合形成框架结构,框架内沿中轴方向并排生长的ZnO纳米线填满框架内的空隙形成叶片状的氧化锌纳米结构。Raman谱测量发现该结构是晶化的六角相氧化锌。对叶片状的氧化锌的声子限制效应进行了研究,并与纳米颗粒氧化锌予以比较。435cm-1的E2峰的Fano不对称具有正的Fano耦合系数。发现在585nm处出现光致发光峰,归于ZnO纳米结构中氧缺陷的作用。     

纳米氧化锌中三光子吸收与倍频效应致光辐射特性

为研究强光激励下纳米氧化锌发光机制,以气相传输法制备的冠状样品为对象,室温下以1 100nm与1 150 nm脉冲激光以及350 nm氙灯对其进行激励,观测光致发光谱.根据光强关系和强场与物质作用的三阶微扰理论,认为1 100,1 150 nm激光激励下的样品的紫外与可见光波段的辐射机理分别归因于样品中三光子吸收和二次谐波效应.同时,基于激子非弹性碰撞复合机制,对紫外辐射的红移现象进行了分析.     

紫外激发下锰掺杂纳米氧化锌

应用气相传输法, 以铜为催化剂, 在硅衬底上制备了锰掺杂氧化锌纳米四足晶须. 利用x射线与电子衍射谱、扫瞄电镜和高分辨率透射电镜, 对样品形貌、结构和成份进行表征与检测; 通过355nm与375nm紫外光激发下掺杂与未掺杂样品光致发光谱的对比, 结合拉曼散射谱与光致激发谱对掺杂样品中反常光致发光机理进行分析. 结果表明, 样品沿［0001］方向生长的前端和内部长有纤细刺状结构的中空六方管组成; 样品中掺入Mn2+的无辐射复合中心作用, 是掺杂样品紫外辐射强度和谱宽变小的主要原因, 氧化锌晶体中晶格周期对Mn2+中d-d电子跃迁过程的影响, 是375nm紫外光激发下掺杂样品中415nm辐射峰产生的主要原因.     

极谱法测定锌、锑渣氧粉中的铟

提出了以溴化钾-水杨酸-硫酸羟胺-硫酸溶液为底液,采用单扫描极谱法测定锌、锑渣氧粉中铟的新方法。实验条件下,铟于-0.59V(相对于饱和甘汞电极)处产生一个灵敏的极谱波。结果表明,铟的峰电流与其浓度在0.008—40μg/mL范围内有良好的线性关系,检出限为0.002μg/mL。用本法测定实际样品中的微量铟,其相对标准偏差为0.6%—1.5%,加标回收率为95.3%—102.8%,结果满意。     

Effect of the Order and Disorder of BaMoO4 Powders in Photoluminescent Properties

The study of the photoluminescent properties affected by order and disorder of the BaMoO₄ powders is the principal objective in this work. BaMoO₄ compounds were prepared using soft chemical process called Complex Polymerization Method. In this work, different deagglomeration types and different heating rates were used to promote different disorder degrees. Scheelite type phase (BaMoO₄) was determined by X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transformed Infra-Red (FTIR) and Raman spectroscopy after heat treating the sample at 400°C. The room temperature luminescence spectra revealed an intense single-emission band in the visible region. Based on XRD and Raman data it was observed that the transition between the completely disordered structure to completely ordered structure is a good condition for photoluminescence (PL) emission. The best PL emission is obtained when the material possesses short range disorder, i.e., is periodically ordered (XRD), but some disorder as measured by Raman spectroscopy. The excellent optical properties observed for disordered BaMoO₄ suggested that this material is a highly promising candidate for optical applications.     

液晶环境下金纳米柱的表面等离子体特性研究

为了有效研究液晶环境对金属纳米结构表面等离子体的调制作用,基于时域有限差分方法,对液晶环境下金纳米柱结构进行了建模,上下边界采用完全吸收边界条件,四周为周期边界条件.数值模拟了液晶厚度、倾角、光栅距离以及周期结构等参数对金纳米柱的消光特性的调制作用.分析结果表明:随着液晶光轴角度增加,谐振波长出现红移现象,且调制范围为40nm;光栅距离越大,金纳米柱之间的相互作用越弱,谐振波长越小;增加周期长度,谐振波长红移,且随着周期长度增加,次峰作用越明显.利用液晶光学性质可调节金属纳米结构的表面等离子体特性,结果对液晶环境中表面等离子体结构在新的光子器件等方面的研究提供了理论依据.     

含负磁导率或双负材料的一维光子晶体的全方位带隙中波的反射相位特性

运用传输矩阵法研究了含负磁导率或双负材料的一维光子晶体结构在全方位光子禁带中波的反射相位谱.研究发现"负磁导率材料-正折射率材料"光子晶体和"双负材料-正折射率材料"光子晶体,在所述带隙中,对TE波而言,反射相位随入射角的增大而增大;对TM波而言,禁带频率范围内波的反射相位随入射角的增大而减小;TE波和TM波,两种结构的反射位相均随介质层的厚度缩放因子增大而增大,且都与周期数无关.     

Influence of Concentration of Vanadium in Zinc Oxide on Structural and Optical Properties with Lower Concentration

ZnO films doped with different vanadium concentrations are deposited onto glass substrates by dc reactive magnetron sputtering using a zinc target doped with vanadium. The vanadium concentrations are examined by energy dispersive spectroscopy （EDS） and the charge state of vanadium in ZnO thin films is characterized by x-ray photoelectron spectroscopy. The results of x-ray diffraction （XRD） show that all the films have a wurtzite structure and grow mainly in the c-axis orientation. The grain size and residual stress in the deposited films are estimated by fitting the XRD results. The optical properties of the films are studied by measuring the transmittance. The optical constants （refractive index and extinction coefficient） and the film thickness are obtained by fitting the transmittance. All the results are discussed in relation with the doping of the vanadium.