花状ZnO微/纳米结构的水热法制备及其发光性质

以Zn(Ac)2、NaOH为初始原料,采用水热法在较低温度下合成了由纳米棒紧聚而成的花状ZnO微/纳米结构。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光谱(PL)对样品进行了表征和分析,讨论了反应温度、反应时间对样品物相和形貌的影响,分析了其生长机制。XRD和SEM测试结果表明,ZnO纳米晶为六方纤锌矿结构,反应温度和时间对产物晶相及形貌有重要影响。室温下PL谱显示,样品在346nm和384nm处有较强的紫外发射,在450nm和468nm处有较弱的蓝光发射,在475～650nm出现强而宽的可见光发射带。该研究为探讨ZnO微/纳米材料的制备技术及在发光方面的应用提供了可行的方法。     

溶剂热法制备氧化锆纳米粉体及其发光性能

以乙醇为反应介质通过溶剂热法合成了氧化锆纳米粉体。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及荧光光谱（PL）等测试技术对产物相组成、形貌结构及发光性能进行了表征。XRD结果表明,以KOH为沉淀剂制备的凝胶前躯体经140℃溶剂热反应3小时后所得的产物粉体由单一的四方相ZrO2组成,随着反应温度的升高单斜相ZrO2含量逐渐提高。TEM测试结果表明,不同温度合成的ZrO2纳米粉体形貌没有显著差异。产物粉体均为球形颗粒且可观察到较为明显的团聚现象。PL谱测试结果表明,140℃溶剂热合成的氧化锆粉体在250nm的紫外光激发下在402nm和625nm处分别有一个较强的宽发射峰和一个弱发射峰。     

衬底温度对低功率直流磁控溅射ZnO薄膜特性的影响

采用低功率直流反应磁控溅射法,在Si衬底上成功制备出了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、荧光分光光度计研究了沉积温度对ZnO薄膜微观结构及光致发光特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜结晶质量;在室温下测量样品的光致发光谱(PL),观察到波长位于440nm左右和485nm左右的蓝色发光峰及527nm左右微弱的绿光峰,随衬底温度升高,样品的PL谱中蓝光强度都明显增大,低功率溅射对其蓝光发射具有很重要的影响.综合分析得出440nm左右的蓝光发射应与Zni有关,485nm附近的蓝光发射是由于氧空位形成的深施主能级上电子跃迁到价带顶的结果,而527nm左右的较弱的绿光发射主要来源于导带底到氧错位缺陷能级的跃迁.生长温度主要是通过改变薄膜中缺陷种类及浓度而影响着ZnO薄膜的发光特性的.     

溶胶-凝胶法制备Sr_2SiO_4∶Dy~(3+)荧光粉及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法在不同的煅烧温度下制备了Sr_2SiO_4∶Dy~(3+)荧光粉,并采用热重、X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光光谱系统研究了其结构与发光性能。在不同煅烧温度下,粉体中均存在正交α′-Sr_2SiO_4和单斜β-Sr_2SiO_4相,并且随着温度的升高,粉体的形貌由颗粒状逐渐转变为纤维状。Sr_2SiO_4∶Dy~(3+)荧光粉在391nm激发下,发射481nm、496nm的双峰蓝光和583nm的黄光,黄蓝比(Y/B)为0.827,黄光与蓝光发射强度相近。不同温度下的发射峰强度与相应的相组成和表面形貌有关,800℃煅烧得到的粉体具有最高的发光强度。     

多晶ZnO纳米粉的制备及发光性能研究

以六水硝酸锌[Zn(NO_3)_2·6H_2O]为锌源,采用溶胶-凝胶法合成多晶氧化锌(ZnO)纳米粉,并通过不同的热处理温度退火来调整ZnO纳米粉的尺寸和形貌。并对多晶ZnO纳米粉的物相、形貌及荧光性能进行分析。研究结果表明:所得样品均为具有六方相纤锌矿结构的多晶ZnO纳米粉;随着热处理温度的升高,多晶ZnO纳米粉的粒径先减小后增大,其发光强度先增大后减小,在450℃条件下,粒径最小为20nm,且均匀,光致发光光谱强度最强位置为469nm,在650℃条件下,粒径最大为82nm,且不均匀,光致发光光谱强度最弱位置为398nm。     

ZnO纳米线的可控生长及其光学特性

采用简单水热法制备得到ZnO纳米线,通过控制反应条件调控ZnO纳米线的形貌,得到不同形态的多维ZnO纳米线。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发射光谱(PL)对样品的微观形貌、晶相结构、光学性能进行表征,结果表明:样品的晶型完整,光致发射光谱图显示在384nm左右出现了紫外区发射峰,而且玉米棒状ZnO纳米线不仅出现了强烈的紫外发射峰,在可见光区域也出现了发射峰。     

ZnO四足和多足纳米结构的制备和光致发光性能研究

采用简单的热蒸发法,在没有使用载气和催化剂的情况下成功制备出ZnO四足和多足纳米结构。采用场发射扫描电镜、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和荧光分光光度计研究了ZnO纳米结构的形貌、结构和光致发光性能。结果表明所合成的ZnO是由具有六方纤锌矿结构的四足和多足纳米结构组成,足部呈棒状并沿[0001]方向生长。提出了四足和多足ZnO纳米结构的生长机制。在室温下的光致发光光谱中,494nm处出现一个较强的绿色发射峰,391nm处出现一个较弱的紫外发射峰。     

氧氩流量比对ZnO薄膜的微结构及其发光特性的影响

在室温下,利用射频磁控反应溅射法分别在硅片和石英玻璃上制备ZnO薄膜。通过控制O2/Ar流量比,研究O2/Ar流量比对ZnO薄膜的微结构、表面形貌及其光致发光特性的影响。X射线衍射仪和原子力显微镜结果显示,当O2/Ar流量比为3∶4时,所得薄膜结晶度最佳,表面粗糙度为0.725 nm;荧光光谱显示,ZnO薄膜在波长407 nm附近出现紫光发光峰,该发光峰源于氧空位浅施主能级到价带顶的电子跃迁,发射强度随O2/Ar流量比的增加先减小后增加。     

煅烧工艺对氧化锌铝(AZO)粉体光学性能的影响

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备高浓度Al掺杂ZnO(AZO)前驱体(x(Al)=5.5mol%、6.5mol%), 研究煅烧工艺对AZO粉体光学性能的影响. 结果表明: 随着煅烧温度升高, Al在ZnO中的固溶度降低。当煅烧温度为750℃时, 生成ZnAl₂O₄相。提高煅烧温度, 粉体的紫外吸收峰从366 nm红移至373 nm; 延长煅烧时间, 紫外吸收峰发生蓝移, 吸收强度明显增大。室温下AZO粉体光致发光(PL)光谱主要由354 nm的紫外发射峰、406 nm的近边紫外发射峰和430 nm的蓝光发射峰组成。     

ZnO纳米棒的水热合成及光学性能

以二水醋酸锌（ZnAc2·2H2O）和氢氧化钠（NaOH）为原料,采用水热法制备了ZnO纳米棒,用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射显微镜（TEM）和荧光仪（PL）对产物的物相、微观形貌、发光特性进行表征,结果表明,产物为六方纤锌矿结构ZnO,呈棒状,分散性较好,直径为100-200nm,平均长度约为4μm,光致发光光谱显示纳米棒在522nm显出绿色发光峰,分析认为O空位Zn填隙缔合缺陷（VoZni）至价带的跃迁可能是引起绿光发射的原因之一。     

梳状氧化锌纳米材料的制备及结构、性能的表征

通过纯锌粉蒸发，在600-650℃无催化条件下成功制备了高质量的梳状ZnO纳米结构。通过扫描电镜（SEM）及高分辨透射电镜（HRTEM）观察，所制备的梳状ZnO纳米结构具有两种典型形貌，且皆为单晶结构，分析表明其生长由气-固生长机理控制。室温光致发光谱显示，梳状ZnO纳米结构在385nm附近形成紫外发射峰；在以495nm为中心的范围内，形成较宽的绿光发射峰。     

K_2SiF_6∶Mn~(4+)荧光粉的结构与性能研究

通过化学沉淀法制备K_2SiF_6∶Mn~(4+)荧光粉,并研究了不同K/Mn摩尔比和不同反应时间对荧光粉结构及性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、激发光谱和发射光谱进行了测试和分析。结果表明,K/Mn之比的变化没有改变K_2SiF_6∶Mn~(4+)的晶格结构,样品具有立方晶系结构。通过荧光光谱图发现当K/Mn摩尔比为43/38在反应8h合成的样品激发峰和发射峰强度最强,激发峰一般由~460nm(~4 A_2→~4 T_2)强峰和~360nm(~4 A_2→~4 T_1)次强峰组成,有时会伴有一些弱峰,在460nm的激发下,最强窄带发射峰位于630nm处(~2Eg→~4 A_2)。     

退火温度与Tb掺杂对六角锥形氧化锌发光性能的影响

采用燃烧合成法制备了六角锥形氧化锌（ZnO）粉体,利用X射线衍射谱（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光谱（PL）研究了退火温度与Tb掺杂对ZnO粉体形貌结构和光学性能的影响,实验结果表明,600℃退火得到的晶粒六棱锥形最明显;不同退火温度处理后的样品光致发光谱都有紫光、蓝光和黄光;升高退火温度,样品结晶程度和发光强度提高,黄光发生蓝移;Tb掺杂使材料出现蓝移现象,并在546nm处出现了绿光发射峰。     

在二氧化钛修饰的基体上生长氧化锌纳米棒阵列的研究

以硝酸锌和六亚甲基四胺为主要原料,采用简单、低温的水热法在预先用金红石二氧化钛薄膜修饰过的硅基体上生长了高取向性的ZnO纳米棒阵列．运用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对产物的结构和形貌进行了表征．并且讨论了溶液浓度对ZnO形貌的影响．测试结果表明,在0．025mol／L的Zn(NO3)2·6H2O和C6H12N4水溶液中70℃反应4h后的ZnO纳米棒的平均直径为100nm,平均长度为1μm,属于六方纤锌矿结构且沿c轴择优取向生长．并且对制备出的ZnO纳米棒阵列薄膜进行了室温下的荧光测试,发现ZnO纳米棒阵列膜在389nm处具有很强的紫外发射峰,在466nm处有一个比较弱的发射峰．     

纳米结构氧化锌的制备新方法

介绍了一种在纯水环境中水热法合成纳米结构ZnO的新方法,讨论了该方法制备纳米ZnO的生长机理和影响因素。通过扫描电镜检测可知,合成的纳米结构ZnO形貌均一,晶形规则。由荧光光谱可知,合成的纳米结构ZnO在370nm左右有典型的较窄的本征激发光峰,在500~550nm有宽泛的深能级激发光峰。     

纳米氧化锌的制备及其光致发光性能研究

采用低温蒸发和气相输运方法,研制出ZnO的纳米棒－纳米钉、纳米钉类球状聚集体和具有钉状结构的纳米梳。利用透射电子显微镜和X射线衍射仪对其形貌与结构进行了表征,阐明了ZnO纳米结构的生长机理。用荧光光谱仪测量了退火前后纳米棒－纳米钉结构的光致发光谱,结果显示,在380nm处两者均存在近紫外峰,在500nm处出现绿色宽谱峰,而退火2h后近紫外发光峰窄而强,且发生了少许蓝移,此现象可归因于退火后的ZnO纳米结构具有较低的点缺陷浓度。     

K_2CO_3对ZnO纳米晶掺杂锌铝硅玻璃的制备及光学性能的影响

利用高温熔融和后续热处理方法获得了ZnO纳米晶掺杂的SiO2-Al2O3-ZnO-K2CO3(SAZK)玻璃。利用差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)、X射线衍射谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征。随着玻璃组分中K2CO3含量逐渐升高,热处理后SAZK玻璃中的主晶相逐渐由Zn2SiO4变为ZnO。在325nm激发下,ZnO纳米晶掺杂的SAZK玻璃在580nm处有一个宽波段发射峰。在K2CO3含量为8%(摩尔分数)时,SAZK玻璃的发射强度最大。     

纳米结构氧化锌的制备新方法

介绍了一种在纯水环境中水热法合成纳米结构ZnO的新方法，讨论了该方法制备纳米ZnO的生长机理和影响因素。通过扫描电镜检测可知，合成的纳米结构ZnO形貌均一，晶形规则。由荧光光谱可知，合成的纳米结构ZnO在370nm左右有典型的较窄的本征激发光峰，在500－550nm有宽泛的深能级激发光峰。     

铈掺杂氧化锌的制备及发光性能研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O、Zn(NO_3)_2·6H_2O和NaOH为原料通过沉淀法制备了一系列Ce掺杂氧化锌(ZnO)材料,研究了Ce掺杂量、煅烧温度和煅烧时间对ZnO发光性能的影响。并用X射线衍射仪和荧光分光光度计对ZnO材料进行表征。结果表明:ZnO与Ce掺杂ZnO的结晶度均较高,Ce的掺杂没有改变ZnO的晶体结构。在煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,Ce掺杂量(摩尔分数)为2%时ZnO的发光性能最佳。Ce掺杂ZnO材料被波长为350nm的光有效激发,在波长为510nm附近的绿光处出现最强发射峰。     

衬底温度对N-Al共掺杂ZnO薄膜形貌及光致发光性能的影响

采用超声喷雾热解法在不同衬底温度条件下沉积了N-Al共掺杂ZnO薄膜,衬底为普通硅酸盐玻璃。利用X射线衍射仪、原子力显微镜和荧光光谱仪表征了样品的晶体结构、形貌及室温光致发光性能。结果表明,ZnO颗粒尺寸随着衬底温度的升高而逐渐增大;低温下沉积的样品发光光谱中缺陷发射光占主导,随着衬底温度的升高这些缺陷发射光强度逐渐减弱,当温度升高到450℃时只有紫外发射光。缺陷发射光强度的减弱意味着薄膜缺陷浓度减小、晶体趋于完整,同时反映出施主型缺陷浓度随衬底温度的升高而逐渐减小,这对减弱ZnO薄膜p型掺杂时Vo或Zni等施主缺陷的自补偿效应很有意义。