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。     

微纳跨尺度结构ZnO表面的壁面减阻特性

通过化学气相沉积方法获得了具有良好超疏水特性的微纳跨尺度结构ZnO表面, 其表面接触角为150.7°.扫描电镜(SEM)的测试结果表明, 样品结构为ZnO微米柱阵列和在上面交织生长的高密度ZnO针状纳米线的复合结构.通过流变仪, 采用分步流动模式对样品表面在不同的剪切速率和不同间距的情况下进行测量, 得到了扭矩与剪切速率之间的关系.进一步选择覆盖硅烷的光滑Si表面作为对比样品, 选用40％的甘油作为试验液体, 当剪切速率接近20 s^-1时, 测试的表面滑移长度为46.8 μm.这表明微纳跨尺度结构的ZnO表面可有效增加流体减阻特性, 有利于制备具有减阻效应的微器件.     

石墨烯对ZnO微米棒光学特性的影响

采用化学气相沉积(CVD)方法制备了具有良好结晶质量和(002)择优取向的ZnO微米棒。在此基础上,选取单根ZnO微米棒,将其部分搁置于单层石墨烯表面。光致发光(PL)谱结果表明,石墨烯不仅增强了ZnO微米棒的紫外发光强度,同时也对光场在ZnO微米棒中的分布有很大的限域作用。分析认为这是由于石墨烯的表面等离子效应引起了ZnO微米棒与石墨烯之间的光-物质相互作用导致的。在拉曼(Raman)光谱中,石墨烯对ZnO微米棒的E2(L)声子振动模和E2(H)声子振动模的强度具有明显的减弱效应,这进一步证明二者之间存在光子的传输和电荷的转移,从而导致其晶格振动受到抑制。