不同结构的一维纳米ZnO的制备及其性能研究

采用热蒸发法在不同的条件下制备出了阵列状和铅笔状的-维纳米ZnO.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、场发射测试仪、光致发光谱对ZnO纳米材料的结晶质量、形貌及场发射性能进行了分析.阵列状氧化锌纳米结构c轴择优取向良好,铅笔状氧化锌纳米结构场发射性能良好.两种纳米结构的室温光致发光谱均显示出了强紫外发射峰和弱绿光发射峰.     

定向SnO_2纳米管的阵列制备及其场发射性能

SnO2纳米材料由于其优异的性能和在纳米电子器件以及气敏传感器等方面的潜在应用受到了广泛关注,快速大量制备SnO2纳米管(线)是其规模化应用的前提。利用自制的高频感应设备在Si基底上快速生长出定向的SnO2纳米管阵列,由SEM和TEM分析可知,SnO2纳米管直径达到50～100nm。场发射结果表面制备的SnO2纳米管阵列具有较低的开启电压,即当产生的电流密度为10μA/cm2时所对应的电场只有1.64V/μm,这一数值低于碳纳米管和其他一维氧化物纳米材料的开启电场,同时所制备的产物具有良好的场发射稳定性,良好的场发射性能说明SnO2纳米管在场发射平板显示及真空电子器件方面具有较好的应用潜力。     

ZnO纳米棒薄膜光学性能的系统研究

采用简化的种子层制备工艺在ITO基底上制备了ZnO种子层,并使用化学溶液沉积法制备了高度取向的ZnO纳米棒阵列。采用XRD和SEM对ZnO纳米棒的结构和形貌进行表征,并对样品的光学性能进行了测试。测试结果表明,所制备的ZnO纳米棒为c轴择优取向的六角纤锌矿结构,直径为66~122nm可控,且排列紧密,形貌规整。光学性能测试结果表明,吸收光谱在375nm附近表现出强烈的紫外吸收边是由于禁带边吸收引起的;反射光谱具有一定的周期振荡性,可用于薄膜厚度的估算;光致发光谱在378nm附近有很强的紫外发射峰;增大生长液浓度和高温退火可降低缺陷发光,改善结晶质量。     

水热法制备氧化锌纳米棒

以Zn(NO3)2·6H2O,Zn,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和N2 H4·H2O等为原料,采用水热法和改进的水热法,在180℃制备了氧化锌(ZnO)纳米棒束及纳米棒阵列薄膜.用XRD,SEM,FE-SEM及HR-TEM对样品进行了表征.具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒直径在40～80nm左右.以负离子配位多面体生长基元理论讨论了ZnO晶体的生长过程及反应条件对ZnO形貌的影响.样品光致发光谱测试结果表明,纳米棒束、阵列具有强的紫紫外光发射峰和不同强度的蓝绿光发射峰.     

水热法制备氧化锌纳米棒

以Zn(NO3)2·6H2O,Zn,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和N2 H4·H2O等为原料,采用水热法和改进的水热法,在180℃制备了氧化锌(ZnO)纳米棒束及纳米棒阵列薄膜.用XRD,SEM,FE-SEM及HR-TEM对样品进行了表征.具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒直径在40～80nm左右.以负离子配位多面体生长基元理论讨论了ZnO晶体的生长过程及反应条件对ZnO形貌的影响.样品光致发光谱测试结果表明,纳米棒束、阵列具有强的紫紫外光发射峰和不同强度的蓝绿光发射峰.     

锌衬底上直接生长密度可调的氧化锌纳米棒阵列和场发射特性

在锌衬底上制备了取向生长、形貌各异、不同密度的氧化锌纳米棒阵列.研究发现,氧化锌纳米棒在温度低于70℃、适量的碱性溶液、大气压下能够在锌衬底上大规模制备,并且氧化锌纳米棒的直径,在锌衬底上的密度和形貌完全依赖于氢氧化钠和硝酸锌的浓度.场发射测试表明:氧化锌纳米棒阵列开启电场较低(电流密度达1μA/cm2时场强仅为3.8 V/μm),显示了氧化锌纳米棒阵列在场发射方面的潜在应用.     

ZnO纳米棒的低温生长及光致发光性能

采用化学溶液沉积法在ITO导电玻璃上制备近一维ZnO纳米棒. 利用X射线衍射（XRD) 、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光谱（PL）对样品进行表征,研究了不同Zn2+摩尔浓度和不同生长时间对样品的结构、形貌和光致发光性能的影响. 结果表明,所制备的ZnO纳米棒为纤锌矿结构并沿c轴择优取向生长. 另外,随着Zn2+摩尔浓度的增加,纳米棒的直径增大. 当Zn2+摩尔浓度为0.1M时,ZnO纳米棒的直径和长度都随生长时间的增加而增加. PL测试表明,样品均具有良好的发光性能,并且ZnO纳米棒的结晶质量随着Zn2+摩尔浓度和生长时间的增加均有所提高.     

磁控溅射和氨化法生长GaN纳米棒及其特性

使用一种新奇的稀土元素铽（Tb）作催化剂,通过氨化磁控溅射在Si（111）衬底上的Ga2O3/Tb薄膜,合成了大量的GaN纳米棒,氨化温度为950℃,氨化时间为15min。该方法可以进行持续合成且制备的GaN纳米棒纯度较高、成本低廉。实验后分别用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和X射线光电子能谱（XPS）对样品进行了结构、表面形态和成分测试。通过XRD和XPS测试分析,合成的纳米棒具有六方纤锌矿GaN结构;通过SEM、TEM和HRTEM观察分析得出合成的纳米棒为单晶GaN纳米棒。简单讨论了GaN纳米棒的生长机制。     

SnO_2纳米棒的制备及其气敏特性研究

利用室温固相反应方法,合成了SnO2纳米颗粒前驱物。在NaCl+KCl熔盐介质中,于660℃下焙烧前驱物,合成了SnO2纳米棒。利用TEM、XRD和XPS对SnO2纳米棒形貌、成分进行了表征和分析。结果表明,SnO2纳米棒直径为20~30nm,长度从几百纳米到几微米。以SnO2纳米棒为原料,制备了厚膜气敏元件,在工作温度为300℃左右时,元件对乙醇具有较高的灵敏度、好的选择性和响应恢复特性。     

电化学还原法制备氧化铅纳米棒

用电化学还原法制备出氧化铅纳米棒,用SEM、TEM、EDS和XRD研究其微观形貌和晶体结构。实验过程中发现电流密度是影响氧化铅纳米棒生成质量的主要因素。研究结果表明,用电化学还原法制备氧化铅纳米棒的最佳电流密度是30mA/cm2,所制备的氧化铅纳米棒是单晶结构。     

热氧化磁控溅射金属锌膜制备ZnO纳米棒

利用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备金属锌膜 ,在空气中退火热氧化合成了一维ZnO纳米棒。用X射线衍射 (XRD) ,扫描电子显微镜 (SEM) ,透射电子显微镜 (TEM)和光致发光谱 (PL)对样品进行了结构、形貌及光学特性分析。结果表明 :ZnO纳米棒为六方纤锌矿结构单晶相 ,直径在 30～ 6 0nm左右 ,其长度可达5～ 8μm左右。在 2 80nm波长光激发下 ,有很强的 372nm带边紫外光发射和较微弱的 5 16nm深能级绿光发射 ,说明合成的单晶ZnO纳米棒的质量较高     

Synthesis,field emission and optical properties of ZnSe nanobelts,nanorods and nanocones by hydrothermal method

ZnSe nanostructures, such as nanobelts, nanorods and nanocones, were successfully synthesized on Zn foils via a hydrothermal method using EDTA as soft template at low temperature. EDTA played a significant role on the morphology of ZnSe nanomaterials. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) were carried out to characterize the microstructures and chemical compositions of the as-synthesized ZnSe samples. XRD patterns indicated that the as-synthesized ZnSe samples belonged to a cubic zinc blende structure. SEM observation obviously showed that the nanocones had very sharp tips compared to nanorods and nanobelts. The field emission (FE) measurement showed that the as-synthesized ZnSe nanocones had a lower turn-on field of ~1.6 V μm⁻¹ at the current density of 10 μA cm⁻². A high field enhancement factor of ~4514 was achieved for the ZnSe nanocones. The superior field emission properties were probably attributed to the sharp tips of the ZnSe nanocones. Room temperature photoluminescence (PL) spectroscopy of the ZnSe nanostructures showed a wide band emission from blue light to orange light. The as-prepared ZnSe nanomaterials have promising applications in optoelectronic devices. A possible formation mechanism of ZnSe nanobelts, nanorods and nanocones was also proposed and discussed.     

热氧化磁控溅射金属锌膜合成一维ZnO纳米棒

利用退火热氧化射频磁控溅射金属锌膜的方法在Si(111)衬底上制备了一维ZnO纳米棒,同时用多种测试手段对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行了研究.XRD,SEM和TEM的测试结果表明,ZnO纳米棒为单晶相六方纤锌矿结构,呈头簪状向外发散生长,直径在30～60nm左右,其长度可达几μm.PL谱测试结果表明:在波长为280nm光的激发下,在372nm处有强的近带边紫外光发射和516nm处的较微弱深能级绿光发射.说明合成的一维ZnO纳米棒的结晶质量和光学性能优良.     

ZnO纳米棒水热法制备及其发光特性研究

采用氢氧化钾(KOH)和二水醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2H2O)配制不同浓度的反应溶液,反应过程中加入表面活性剂聚乙二醇(HO(CH2CH2O)13H),在80℃水热反应条件下制备出了优异的ZnO纳米材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪等测试方法研究了样品的成分、表面形貌和微结构。SEM研究结果显示:样品沿c轴择优生长,径粒分布均匀,长径比高,为六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒和菊花状ZnO纳米棒。光致发光谱性能分析显示样品在392 nm附近具有很强的紫外光发射能力,随着反应物浓度的增加,紫外峰发生约3 nm的蓝移,同时,样品还在绿光535 nm附近有较弱的光致发光现象。以上结果表明所制备的ZnO纳米材料具有优异的紫外光发射能力。     

热氧化磁控溅射金属锌膜合成一维ZnO纳米棒

利用退火热氧化射频磁控溅射金属锌膜的方法在Si(111)衬底上制备了一维Zn O纳米棒,同时用多种测试手段对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行了研究.XRD,SEM和TEM的测试结果表明,Zn O纳米棒为单晶相六方纤锌矿结构,呈头簪状向外发散生长,直径在30～60 nm左右,其长度可达几μm.PL 谱测试结果表明:在波长为280 nm光的激发下,在372 nm处有强的近带边紫外光发射和516 nm处的较微弱深能级绿光发射.说明合成的一维Zn O纳米棒的结晶质量和光学性能优良     

One-step, solid-state reaction to ZnO nanoparticles in the presence of ionic liquid

ZnO nanoparticles have been synthesized in ionic liquids (1-butyl-3-methylimidazolium chloride, [BMIM]Cl) by one-step solid-state reaction at room temperature for short time. The structure and morphology of the products were characterized by means of X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), whose results indicated that the sample was spherical in morphology with diameters of 15–20 nm. The room temperature photoluminescence spectra (PL) showed strong and broad green light emission. In addition, [BMIM]Cl could be collected and reused for subsequent reactions. This method provides a facile, one-step and low-cost route for the synthesis of nanostructures of metal oxides with potential photo-catalysis.     

Enhancement of nonlinear optical phenomena from crown-like nanostructure zinc oxide based on whispering gallery mode

Whispering gallery mode （WGM）-enhanced nonlinear optical phenomena from crown-like nanostructure zinc oxide （ZnO） samples are observed. The samples are synthesized by vapor-phase transport method. The morphology and crystal struc- ture are examined and characterized by scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD） and high-resolution transmission electron microscopy （HRTEM）, and they are excited by femtosecond laser pulses with cen- tral wavelengths of 355 nm, 800 nm and 1150 nm, respectively. The typical stimulated emission presents a red shift com- pared with spontaneous emission, which is observed under the excitation of 355 nm with a relatively low threshold. The ultraviolet （UV） frequency up-conversion emission is obtained when the excitation pulse wavelengths are selected as 800 nm and 1150 nm, respectively. The peak position and the relationship between the emission intensity and excitation inten- sity demonstrate that the UV up-conversion photoluminescence （PL） is induced by two- and three-photon absorptions. The PL characteristics and their WGM-enhanced mechanism are investigated.     

花状纳米结构ZnS:Cu的制备与光学性质研究

采用水热法合成了具有花状纳米结构的ZnS:Cu粉末.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪研究了在不同正硅酸四乙酯(TEOS)含量的条件下制备的样品的物相、形貌与光致发光(PL)性质.测试结果表明:制备的ZnS:Cu样品都具有立方相闪锌矿结构;由于TEOS分子...     

溶液浓度对ZnO纳米棒形貌和发光的影响

为了获取高质量、高取向排列规则的ZnO纳米棒,玻璃衬底预先用脉冲激光沉积方法制备一层ZnO薄膜作为籽晶层,应用水热法在玻璃衬底上生长ZnO纳米棒。探究了籽晶层及不同溶液浓度对ZnO纳米棒结构和发光的影响,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪测量样品的形貌和结构,用组建的光致发光测试系统对样品的室温光致发光光谱进行测定。结果表明,ZnO纳米棒具有高度取向且分布致密均匀;光致发光光谱显示ZnO的近带边发射比深能级发光略低;随着溶液浓度的增加,近带边发光和深能级发光相对强度的比值依次降低。