热氧化法制备ZnO纳米棒及其结构表征

在无催化剂条件下,采用热蒸发Zn源,以N2为载气体,在SiO2衬底上反应沉积制备出单晶氧化锌纳米棒。XRD研究表明纳米棒为结晶完好的纤锌矿结构,并且为非定向生长,非定向生长的氧化锌纳米棒减弱了棒之间的屏蔽效应,表现出较好的场发射效果,为未来场发射电子器件的实际应用提供了可靠依据。     

ZnO:Ag薄膜的制备及其光学性能研究

采用蒸镀与氧化二步法,以高纯混合金属Zn:Ag作蒸发源,在石英衬底上沉积Zn:Ag金属薄膜,经不同热氧化处理生长Ag掺杂ZnO薄膜。结果显示,以Ag含量为质量分数3%的蒸发源沉积的Zn:Ag薄膜经500℃氧化后,生成的ZnO:Ag薄膜在380 nm附近出现很强的近带边紫外发光峰,在438~470 nm附近出现较弱的深能级缺陷发光峰,该薄膜在360 nm有接近垂直的吸收边,其载流子浓度为1.810×1021cm–3,表现出p型导电特性和较好的光学质量。     

锥状ZnO纳米结构薄膜的制备及其场发射特性

以醋酸锌和氨水为原料,采用直接水热法制备锥形纳米ZnO。借助于XRD、SEM等测试手段,对锥状纳米ZnO薄膜的制备条件、场发射特性和稳定性进行分析研究。研究结果表明,水热法直接合成的锥状纳米ZnO具有良好的场发射特性,是场发射平板显示器阴极的理想材料。     

Zn/ZnO纳米电缆的制备及电子显微分析

利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等实验手段对热蒸发ZnO粉末产物的形貌、组成成分、两种相的取向关系以及微观结构进行了表征。结果表明：实验所得到的制备产物由Zn／ZnO纳米电缆组成,电缆的直径在50-200nm之间而长度可达几百微米。电缆由单质Zn组成的芯和由ZnO组成的外壳组成。两相具有两种比较固定的取向关系[11 2^-0]zn／／[11 2^-0]ZnO。和[0001]Zn／／[0001]ZnO。     

一维ZnO纳米结构的电子场发射研究

在大量制备一维ZnO纳米结构的基础上,研究了这些纳米结构的场发射性能。对于四角状ZnO纳米结构,获得1.0m Ac/m2的电流密度只需要4.5V/μm的电场;对于线状Z nO纳米结构,获得1.0mAc/m 2的电流密度需要6.5V/μm的电场。由于其特殊的结构,四角状ZnO一维纳米结构在真空电子器件方面有很好的应用前景。     

ZnO导电陶瓷的制备及其性能表征

本文利用化学共沉淀法分别制得Ｚｎ５（ＣＯ３）２（ＯＨ）６掺杂Ａｌ（ＯＨ）３、Ｍｇ（ＯＨ）２以及Ｚｎ５（ＣＯ３）２（ＯＨ）６掺杂Ｓｂ（ＯＨ）３、Ｂｉ（ＯＨ）３、Ｓｎ（ＯＨ）４、Ｃｏ（ＯＨ）３、ＭｎＯ（ＯＨ）２两种复合粉体,利用高频等离子体焙解新工艺,制得了纳米ＺｎＯ及相应的添加剂陶瓷复合粉体．ＴＥＭ分析结果表明：两种陶瓷复合粉体的粒径均小于１００ｎｍ．利用前者,通过添加适当的Ａｌ２Ｏ３和ＭｇＯ,制备出了电阻率约１０～２０００Ω·ｃｍ,Ｖ－Ｉ特性较好的ＺｎＯ线性陶瓷电阻．利用后者,通过适当的杂质配比,在１００     

四脚针状ZnO纳米结构的制备及表征

采用以Zn粉、C粉为原料,采用热蒸发法,在没有任何载气和700℃下制备了四脚针状ZnO纳米结构。C粉起到了催化剂的作用但产物却不存在催化剂去除的问题,同时C粉氧化生成的CO/CO2还起到了载气的作用。扫描电镜(SEM)表明,四脚针状ZnO具有很细的尖端,直径为50 nm。X射线衍射(XRD)、微区拉曼图谱的特征峰表明,四脚针状ZnO是高纯的六角纤锌矿结构。光致发光(PL)谱在403 nm附近有微弱的紫光发射峰,而在510 nm附近出现了很强的绿光发射峰。     

纳米ZnO薄膜的热蒸发法制备及其光电特性研究

以醋酸锌为原料、O/Ar的混合气体为携载气体,在500℃的温度下应用热蒸发法在p型Si基片上生长纳米ZnO薄膜,并研究了其形貌、结构和光电特性.X-射线(XRD)衍射结果显示所制备ZnO纳米晶体呈六角纤锌矿结构;扫描电子显微镜(SEM)观察发现生长的Zn0薄膜平整均匀,纳米晶体颗粒平均尺寸为25nm.应用紫外-可见光吸收谱分析了其吸收特性,发现该ZnO薄膜在紫外波段具有很强的吸收,其吸收边位于320nm处.由于量子限制效应,与体材料相比,该吸收边存在明显的蓝移.应用光致发光谱(PL)研究了其发光特性,发现该ZnO薄膜在近紫外以及蓝-绿光波段具有强烈的受激发射.最后,还研究了ZnO薄膜的电容-电压(C-V)特性.     

ZnO纳米结构对液晶取向控制研究

为了弥补传统液晶取向方式存在的不足,研发出低成本、制作简单、取向效果更优异的取向技术,本文使用简单的实验方法将纳米ZnO自组装到氧化铟锡玻璃基板上,并通过改变ZnO的煅烧温度,调控其纳米结构;继而结合摩擦方法,实现对液晶分子预倾角的调控。实验结果表明,ZnO的煅烧温度越高,液晶分子的预倾角越接近0°。反之,煅烧温度越低,液晶预倾角越接近90°。本文通过调节自组装的ZnO纳米结构,实现了对液晶分子预倾角0°～90°范围内的调控。     

Fast and Reversible Wettability Transitions on ZnO Nanostructures

Surface wettability is an important property of solid/liquid interfaces. Recently, the control of contact angle (CA) has been used to drive liquid droplets in micro- or nanosize channels on biochemical and environmental sensing chips, where a faster CA transition rate is desirable for the prompt control of liquid movement. We studied the CA between water droplet and zinc oxide (ZnO) nanotips grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). ZnO was grown as epitaxial films on r-plane sapphire, or as vertically aligned nanotips on various substrates, including silicon, c-plane sapphire, and glass. It is demonstrated that by using ultraviolet (UV) illumination and oxygen annealing, the CA on ZnO nanotips can be changed between 0° and 130°, whereas the CA on the ZnO films only varies between 37° and 100°. The fast transition rates also have been observed. (Received October 16, 2006; accepted January 23, 2007)     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

Interface properties of ZnO nanotips grown on Si substrates

ZnO nanotips have been grown on Si (100) using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). The growth temperature is optimized for good crystallinity, morphology, and optical properties. ZnO nanotips exhibit a strong near band edge emission of ∼376 nm at room temperature with negligible green band emission. Pregrowth substrate treatment using diluted hydrofluoric acid (HF) and minimized oxygen exposure before the initial growth significantly reduces the interfacial SiO₂ thickness, while maintaining good morphology. An n-ZnO nanotips/p-Si diode is fabricated and its I–V characteristic is measured. The threshold voltage of the diode is found to be below 2.0 V with small reverse leakage current. The ZnO/p-Si diodes provide the possibility of integrating the ZnO nanotips with Si-based electronic devices.     

MOCVD法制备ZnO同质发光二极管

在n型ZnO体单晶片上, 首次采用N等离子体辅助金属有机化学气相沉积方法外延生长了p型ZnO薄膜，制成了同质ZnO的发光二极管(LED)原型器件；在室温下，观察到同质ZnO的LED施加电压后由电注入激发出紫外至绿光波段的光谱.     

MOCVD法制备ZnO同质发光二极管

在n型ZnO体单晶片上,首次采用N等离子体辅助金属有机化学气相沉积方法外延生长了p型ZnO薄膜,制成了同质ZnO的发光二极管(LED)原型器件;在室温下,观察到同质ZnO的LED施加电压后由电注入激发出紫外至绿光波段的光谱.     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

Realization of intrinsic p-type ZnO thin films by metal organic chemical vapor deposition

P-type ZnO thin films were grown on sapphire substrates with and without nitrous oxide (N₂O) by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The intrinsic p-type ZnO films were achieved by controlling the Zn:O ratio in the range of 0.05–0.2 without N₂O flow. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) showed that the films contained little or no nitrogen (N) impurities for all samples. The p-type behavior of the samples should be due to the intrinsic acceptor-like defects V_Zn, for ZnO film grown without nitrous oxide, and N, occupying O sites as acceptors for ZnO film grown with nitrous oxide. The best p-type ZnO film has low resistivity of 0.369 Ω-cm, high carrier density of 1.62×10¹⁹ cm⁻³, and mobility of 3.14 cm²/V-s. The obtained p-type ZnO films possess a transmittance of nearly 100% in the visible region and strong near-band-edge emission.     

Ga掺杂ZnO薄膜的MOCVD生长及其特性

利用低压MOCVD技术在(0002)蓝宝石上外延获得高质量的ZnO∶Ga单晶薄膜,并研究了Ga的不同掺杂浓度对材料电学和光学特性的影响．当Ga/Zn气相摩尔比为3.2 at%时,ZnO(0002)峰半高宽仅为0.26°,载流子浓度高达2.47e19cm－3,透射率高于90%;当载流子浓度升高时,吸收边出现明显的Burstein-Moss蓝移效应．同时室温光致发光谱显示,紫外峰位随载流子浓度的增加而发生红移,峰形展宽,这和Ga高掺杂所引起的能带重整化效应有关．当Ga/Zn比达到6.3 at%时,由于高掺杂浓度下Ga的自补偿效应导致载流子浓度下降．