低温电化学沉积ZnO薄膜及光学性质

利用阴极还原沉积原理,在水浴65℃的Zn(NO3)2水溶液中,以金属锌片为衬底电沉积制备了ZnO薄膜。采用拉曼光谱和低温光致发光谱(LTPL)对ZnO膜的光学性质进行了表征。实验表明,较小电沉积过电位制备的样品没有明显的与富锌缺氧有关的580cm-1附近的拉曼峰,呈现373nm的紫外光致发光峰,说明较小的电沉积过电位有利于高晶体质量的ZnO膜生长。     

ZnO纳米管的拉曼光谱学研究

通过对ZnO纳米管样品的拉曼光谱研究,发现ZnO纳米管拉曼频率和体材料拉曼频率相同,在不同波长激发下,ZnO纳米管拉曼谱峰的频率也保持不变,从而得到了极性晶体拉曼谱不同于以往非极性拉曼谱的特性:在纳米体系中没有出现明显的尺寸限制效应。     

GZO陶瓷的拉曼光谱研究

采用固相烧结方法制备了纯ZnO陶瓷及GZO(Ga:ZnO)陶瓷。借助拉曼光谱和X射线衍射分别对ZnO陶瓷和不同掺Ga含量的GZO陶瓷进行了测量与分析。结果表明:GZO陶瓷均保持六角纤锌矿结构,在98cm-1,437cm-1处分别出现ZnO的特征峰E2(low)和E2(high);比之纯ZnO陶瓷,在GZO陶瓷的拉曼光谱中出现了位于584cm-1以及631cm-1附近的新峰,位于1148cm-1附近的E1(LO)的倍频模随着Ga掺杂浓度的提高也发生了一些变化。对新峰的振动模归属以及掺杂后原有峰的变化进行了讨论,其中将位于631cm-1附近的拉曼峰,归因于Ga替代Zn位与O成键的局域振动模式(LVMGa-O)。     

掺Ni的ZnO粉末的Raman光谱研究

利用拉曼(Raman)光谱对掺镍(Ni)氧化锌(ZnO)粉末的声子谱进行了研究.在掺杂样品的Raman光谱中仍能观察到未掺杂ZnO的声子模式,此外还观察到两个额外模式.掺杂粉末中观察到ZnO的E2(h)模式表明掺Ni的ZnO仍然保持六角对称结构.652 cm-1额外模式的起源是掺杂引起的ZnO本底缺陷.为了查明544 cm-1处额外模式的起源,分别对掺Ni,掺钴(Co),和掺锰(Mn)的ZnO粉末的Raman光谱进行了对比研究.结果表明544 cm-1额外模式起源于Ni相关的局域振动模式.对光谱中的其他声子模式的起源也进行了讨论;同时还报告了利用325nm激光作激发源观察到掺Ni样品的多重纵光学(LO)声子模式的结果.     

厚度对未掺杂ZnO薄膜光谱性能的影响

X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱技术是薄膜材料检测的重要技术手段。通过对薄膜材料光谱性能的分析,可以获得薄膜材料的物相、晶体结构和透光性能等信息。为了解厚度对未掺杂ZnO薄膜的X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱性能的影响,利用溶胶-凝胶法在石英衬底上旋涂制备了不同厚度的未掺杂ZnO薄膜样品,并对薄膜样品进行了X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱的检测。首先,通过X射线衍射光谱检测发现,薄膜样品呈现出（002）晶面的衍射峰,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,均沿着C轴择优取向生长,且随着薄膜厚度的增加,衍射峰明显增强,ZnO薄膜的晶粒尺寸随着膜厚的增加而长大。利用扫描电子显微镜对薄膜样品的表面形貌分析显示,薄膜表面致密均匀,具有纳米晶体的结构,其晶粒具有明显的六角形状。通过拉曼光谱检测发现,薄膜样品均出现了437 cm-1的拉曼峰,这是ZnO纤锌矿结构的特征峰,且随着薄膜厚度的增加,其特征拉曼峰强度也增加,进一步说明了随着ZnO薄膜厚度的增加,ZnO薄膜晶化得到了加强。最后,通过紫外可见透射光谱测试发现,随着膜厚的增加,薄膜的吸收边发生一定红移,薄膜样品在可见光区域内的透过率随着膜厚度增加而略有降低,但平均透过率都超过90%。通过对薄膜样品的紫外-可见透射光谱进一步分析,估算了薄膜样品的折射率,定量计算了薄膜样品的光学禁带宽度,计算结果表明：厚度的改变对薄膜样品的折射率影响不大,但其禁带宽度随着薄膜厚度的增加而变窄,且均大于未掺杂ZnO禁带宽度的理论值3.37 eV。进一步分析表明,ZnO薄膜厚度的变化与ZnO晶粒尺寸的变化呈正相关,本质上,吸收边或光学禁带宽度的变化是由于ZnO晶粒尺寸变化引起的。     

掺杂和未掺杂氧化锌薄膜的拉曼光谱

利用拉曼光谱分别对不同衬底上,未掺杂和掺杂以及掺杂浓度不同的ZnO薄膜进行了系统的分析研究。其中ZnO薄膜均由溶胶-凝胶法制得,掺杂源为LiCl。测得的拉曼光谱显示,Pt/Ti/SiO2/Si衬底上生长的ZnO薄膜的拉曼特征峰(437cm-1)的强度明显高于SiO2/Si衬底上ZnO薄膜的拉曼特征峰的强度,说明Pt/Ti/SiO2/Si衬底上ZnO的晶化程度比SiO2/Si上ZnO的晶化程度高;但ZnO拉曼特征峰的位置和半高宽并没有发生变化,说明两种衬底上ZnO薄膜中应力大小没有发生变化。掺Li+后,580cm-1处的峰位向高频方向移动,且掺杂浓度越大频移量越大,说明掺杂已经在不同程度上引起了ZnO晶体中自由载流子浓度的变化。此外,还分析了掺Li+未在很大程度上引起ZnO晶格畸变的原因。     

ZnO纳米棒的拉曼和发光光谱研究(英文)

本文对采用湿化学方法合成的ZnO纳米棒样品的拉曼光谱和发光光谱进行了研究。由扫描电镜结果可知,合成的ZnO纳米棒具有很好的尺寸发布均匀性,直径在30 nm左右,长度大于1微米。采用显微拉曼光谱技术,得到了632.8 nm波长激发的拉曼光谱,并和体相样品的拉曼光谱进行了对比分析;由325 nm激光波长激发得到的荧光光谱可知样品具有很好的紫外发光性质。     

ZnO：Sb薄膜的光致发光及拉曼特性研究

利用射频磁控溅射法（MS．RF）在玻璃基片上制备了不同掺杂浓度的ZnO：Sb薄膜．借助X射线衍射仪（XRD）、透射光谱、光致发光谱（PL）和拉曼散射光谱（Raman）等手段研究了Sb掺杂浓度对ZnO薄膜的微结构、光致发光和拉曼特性的影响．结果表明：所有样品均呈现ZnO六角纤锌矿结构且具有高度C轴择优取向;在Sb掺杂ZnO薄膜的拉曼光谱中观察到位于532cm^-1的振动模式,结合XRD分析认为此峰归因于Sb替代Zn位且与0成键的局域振动模式（LVMSb--O）;光致发光谱测试发现,仅在ZnO：Sb薄膜中观察到位于3．11eV附近的紫光发射峰,结合拉曼光谱分析认为此峰与XbZn-O复合体缺陷相关．     

高性能ZnO纳米块体材料的制备及其拉曼光谱学特征

利用六面顶高压设备制备了高密度、低脆性、纳米级的ZnO块体材料，用MDI/JADE5 X射线衍射仪(Cu靶)和XL30S-FEG场发射扫描电子显微镜对高压样品的相组成、晶粒尺寸及微观形貌进行了表征.利用E55+FRA106/5傅里叶变换激光拉曼光谱仪通过ZnO块体样品位于50—500cm^-1之内的拉曼光谱, 研究了极性半导体纳米材料的拉曼光谱学特征.发现在极性半导体ZnO纳米块体材料中，没有出现明显的尺寸限制效应. 关键词： ZnO纳米块体 拉曼光谱 尺寸限制效应     

偏振拉曼散射研究ZnO单晶纳米压痕区内的晶格畸变分布

通过结合纳米压痕和偏振拉曼散射技术对压应力影响下ZnO单晶晶格出现的变化进行了研究。位错的滑移是导致ZnO单晶中出现多处塑性变形的原因而非相变。之后采用偏振拉曼Mapping成像技术以E2(high)模为对象, 监视其在整个压痕区内的强度变化分布。在压痕区中心累积的应力通过位错的滑移而释放, 同时导致压痕区中心处的晶格畸变程度最为严重。伴随着晶格失配的加剧, 拉曼选择定则放宽, 在Z(XX)配置下较弱的LO得到增强, 原本非拉曼活性的B1(high)模出现。此外, 在Z(XY)偏振下压痕区左侧的拉曼光谱中观察到位于130 cm-1处的拉曼异常振动模。此峰的出现可能与压痕区左侧由刃位错所形成的应力场吸引间隙离子导致的晶格畸变有关。     

Induced growth of high quality ZnO thin filmsby crystallized amorphous ZnO

This paper reports the induced growth of high quality ZnO thin film by crystallized amorphous ZnO. Firstly amorphous ZnO was prepared by solid-state pyrolytic reaction, then by taking crystallized amorphous ZnO as seeds (buffer layer), ZnO thin films have been grown in diethyene glycol solution of zinc acetate at 80℃. X-ray Diffraction curve indicates that the films were preferentially oriented [001] out-of-plane direction of the ZnO. Atomic force microscopy and scanning electron microscopy were used to evaluate the surface morphology of the ZnO thin film. Photoluminescence spectrum exhibits a strong ultraviolet emission while the visible emission is very weak. The results indicate that high quality ZnO thin film was obtained.     

Structural, Raman, and photoluminescence characteristics of ZnO nanowires coated with Al-doped ZnO shell layers

Al-doped ZnO (AZO) shell layers were coated on core ZnO nanowires to fabricate ZnO/AZO core–shell nanowires. The energy-dispersive X-ray spectra confirmed the presence of Al element in the shell layers, and the lattice resolved transmission electron microscopy image revealed that these layers corresponded to the hexagonal ZnO structure. The X-ray diffraction pattern exhibited a shift of the ZnO peaks, suggesting the substitutive incorporation of Al into the ZnO lattice. The A₁(LO) mode line in the Raman spectra was enhanced by the AZO coating. In the photoluminescence measurements, the AZO coating enhanced the intensity ratio of the UV to green emission.     

Co掺杂对ZnO薄膜结构和性能的影响

采用PVA溶胶-凝胶方法，在玻璃衬底上制备了Zn_1-xCo_xO薄膜，利用X射线衍射仪(XRD)研究了不同Co含量对其微结构的影响.采用振动样品磁强计(VSM)测量了Zn_0.88Co_0.12O样品室温下的磁性.采用荧光光谱仪研究了Zn_1-xCo_xO样品室温下的发光特性，分析掺杂含量对其发光性能的影响，发现随着掺杂含量的增加，蓝光发光峰有一定的红移现象. 关键词： PVA方法 ZnO 掺杂     

垂直氧化锌纳米线中的激射现象

通过水热的方法以退火0.5 h的ZnO薄膜作为籽晶,得到垂直的ZnO纳米线.在X射线衍射谱中,除了Si的(400)衍射峰以外,只观察到了ZnO的(002)衍射峰.室温光致发光谱中出现了强的紫外发射峰,同时也伴随着弱的缺陷相关的发射.这些数据表明垂直的ZnO纳米线序列有着较好的晶体质量.同时,通过光泵浦也观察到了ZnO纳...     

Multi-photon excitation in ZnO materials

A brief introduction on the advance in the fabrication technology of ZnO materials was given. Related research on the multi-photon excitation processes in several kinds of ZnO materials under intense pump conditions by fs pulses were reviewed. Stimulated emission properties in ZnO microtubes and nanowires have also been dealt with. Possible nonlinear effects that emerged under the extremely intense field were discussed.      

Photoconductivity in metal-semiconductor-metal planar structures with ZnO:Ga and ZnO:Li films

Influence of UV radiation on photoelectric properties of ZnO:Ga and ZnO:Li films prepared by the electron-beam evaporation method was investigated. The photoconductivity was measured, using metal-semiconductor-metal planar structures where metallic aluminum was used as ohmic electrodes. The kinetics of rise and decay of the photoconductivity in these structures was studied. The change of photoconductivity under the action of UV radiation is considered as a result of the photoexcitation-relaxation into the conduction band and photochemical processes of absorption-desorption of oxygen at the film surface. The influence of a MgF₂ protective layer deposited on ZnO:Ga and ZnO:Li films was studied. Measurements of the spatial distribution of the potential between the anode and cathode for determination of the homogeneity of conductivity in the investigated planar structures were performed by the moving probe method.     

ZnO半导体电导型X射线探测器件研究

本文制备了基于ZnO纳米线阵列和ZnO薄膜的Ag-ZnO-Ag电导型X射线探测器件,研究了它们对X射线的响应特性.薄膜器件在100 V偏置时的响应度达到0.12μC/Gy,纳米线阵列器件在50 V偏压下的响应度达到0.17μC/Gy.器件工作机理研究表明,器件的响应过程与表面氧吸附与解吸附效应有关,氧气吸附与解吸附过程使得X射线辐照下的载流子寿命大幅度增加,从而使得器件对X射线具有较高的响应度.本文研究结果表明ZnO薄膜和纳米线阵列器件在X射线剂量测量领域具有应用前景.     

圆形振动膜ZnO压电微传声器的研制

本文介绍了一种新型圆形振动膜ZnO压电微传声器的制备，并对传声器制备的工艺过程进行了较为详细的描述。圆形振动膜的压电传卢器与以前方形振动膜结构设计相比，较大幅度提高了传声器的灵敏度和成品率，灵敏度达到-70dB（相对于1V／Pa），成品率达到80％。     

碳掺杂ZnO的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算研究碳掺杂ZnO的电子结构和光学性质.计算结果表明：C原子替代O原子和C原子替代Zn原子两种掺杂体系的电子结构存在明显差异,这主要是由于C原子的电子分布及对周围原子的影响不同;碳掺杂ZnO光学性质的变化集中在低能量区,而高能量区的光学性质没有明显变化.结合电子结构定性解释了光学性质的变化. 关键词： ZnO 碳掺杂 电子结构 光学性质