Co掺杂ZnO纳米棒的电沉积法制备及其光学性能

在Zn（NO3）2和Co（NO3）2溶液中,以柠檬酸作为络合剂,采用阴极恒电位沉积法直接在ITO衬底上制备出纯ZnO和Co掺杂ZnO（ZnO∶Co）纳米棒阵列膜。采用X射线衍射、扫描电镜和能量色散谱对所制备ZnO纳米棒的晶体结构和表面形貌进行了表征,利用光致发光光谱研究了样品的发光性质。结果表明：所制备的ZnO纳米棒呈六角纤锌矿结构,具有沿（002）面择优生长特性,Co掺杂使ZnO纳米棒的直径变细。部分Co^2＋取代了Zn^2＋进入ZnO的晶格,掺入量为2.2at%左右。Co掺杂使ZnO的禁带宽度变窄,紫外发射峰产生显著红移。     

ZnO纳米棒的电沉积生长方法研究

用含有硝酸锌(Zn(NO3)2)和六次甲基四胺(HMTA,C6H12N4)的电解液,在低温环境下采用阴极电沉积法在ITO玻璃上成功合成了氧化锌(ZnO)纳米棒阵列。系统研究了电压、前驱物(Zn2+)浓度、温度和种子层等参数对ZnO纳米棒形貌结构的影响,实现了ZnO纳米棒的可控制备。结果表明,在有种子层的情况下,当电压为-0.9V、Zn2+浓度为0.01M、温度为75℃条件下生长的ZnO纳米棒c-轴择优取向好、尺寸均匀(80~100nm),且在380~750nm的可见光波长范围内的透射率达到80%。     

ZnO纳米棒的图形化生长及其场发射特性

介绍了用氢离子注入技术和阳极腐蚀方法在硼掺杂p-(100)型硅晶片上制备图形化的纳米硅(SiNC)薄膜工艺，并在这种图形化衬底上成功生长了图形化的ZnO纳米棒. 场发射测试表明制备的ZnO纳米棒具有良好的场发射性能，即具有较低的开启电场和阈值电场，较高的发射点密度.     

ZnO纳米棒的图形化生长及其场发射特性

介绍了用氢离子注入技术和阳极腐蚀方法在硼掺杂p-(100)型硅晶片上制备图形化的纳米硅(SiNC)薄膜工艺,并在这种图形化衬底上成功生长了图形化的ZnO纳米棒.场发射测试表明制备的ZnO纳米棒具有良好的场发射性能,即具有较低的开启电场和阈值电场,较高的发射点密度.     

ZnO纳米棒的制备与表征

近年来，一维纳米材料如纳米管、纳米线、纳米棒等由于在纳米电子器件和光电子器件中的潜在应用前景而吸引了众多科研小组的兴趣。ZnO纳米材料作为一种宽带系半导体，因其可以在各种高科技产品中的应用如光催化剂、气敏元件、光电二极管、变电阻等已引起人们广泛的研究，到现在为止，许多方法用来制备一维ZnO纳米材料，如电弧法、化学气相沉积、模板法和电化学沉积等。本文用溶液法合成ZnO纳米棒，并对其进行电子显微学的观察与表征。     

种子辅助化学法合成ZnO纳米棒及其表征

低温条件下(95℃),采用ZnO种子辅助化学反应法,成功制备了宏量直、细的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)等分析手段对纳米棒的结构和形貌进行了表征;同时还对ZnO纳米棒的形成机理作了分析;并以ZnO纳米棒作为光催化荆,对甲基橙(MO)溶液进行了光催化实验.结果表明,ZnO与Zn源的摩尔比对ZnO纳米棒的形貌影响很大,PVA通过空间位阻效应控制ZnO纳米棒的长度,ZnO纳米棒有较好的光催化活性.     

紫外辐射ZnO纳米棒的生长及性能

用退火法在玻璃、硅片衬底上先生长ZnO籽晶,然后在90℃下在醋酸锌和六亚甲基四胺溶液中生长了直径约为17 nm的ZnO纳米棒.采用X射线衍射仪(XRD)分析了不同衬底上生长的ZnO纳米棒的结构和择优生长取向,用扫描电子显微镜(SEM)观察了ZnO的形态,用荧光光谱仪分析了纳米棒的发光特性,讨论了籽晶、衬底类型和衬底放置方式对纳米棒的尺寸、排列趋向性和光学性能的影响.纳米棒的直径和排列依赖于衬底的初始状态,籽晶可以减小纳米棒的尺寸,增强纳米棒的排列有序性;一旦衬底上生长了籽晶,后续生长的纳米棒的尺寸、排列和性能与衬底的类型无关,纳米棒都具有强的紫光发射.但衬底的放置方式会影响其上纳米棒的形态,竖直放置的衬底易生长尺寸分布均匀的准有序排列的纳米棒.     

垂直靶向脉冲激光沉积制备ZnO纳米薄膜

用一种新颖的制备纳米粒子与薄膜的垂直靶向脉冲激光沉积(VTPLD)方法,在室温及空气气氛下,于玻璃基底上成功地制备出ZnO纳米薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对ZnO纳米薄膜的表面形貌和结构进行了表征,用荧光光谱仪对薄膜的光致发光(PL)性能进行了测量.结果表明,当激光功率为13 W时,沉积出的粒子大小较均匀,尺寸在40 nm左右,且粒子排列呈现出一定方向性;当激光功率为21 W时,沉积的ZnO纳米薄膜图呈现出微纳米孔的连续薄膜.在玻璃基底上沉积的ZnO纳米薄膜有一主峰对应的(002)衍射晶面,表明ZnO纳米薄膜具有良好的c轴取向性.不同激光功率下沉积ZnO纳米薄膜经500 ℃热处理后的PL峰,其强度随激光能量而变化,最大发光波长位于412 nm.     

电沉积镍纳米晶对碳纳米管生长的影响

我们的前期研究发现，通过制备脉冲电沉积镍（Ni）纳米晶作为催化剂，在火焰中可以生长出直径均匀的碳纳米管（CNTs），还可以通过改变电沉积参数获得不同尺寸的纳米晶晶粒，从而达到控制CNTs管径的目的。本工作进一步研究Ni纳米晶的表面形貌的CNTs生长形态和机理的影响。     

ZnO纳米线的快速生长机理及其场发射性能研究

为了快速制备具有优良场发射性能的ZnO纳米线,对ZnO纳米线的生长机理及场发射性能进行研究。首先采用优化的两步法制备出高长径比的ZnO纳米线,其次采用SEM对ZnO的微观形貌进行表征,然后,在分析形貌特点的基础上,说明了强碱体系下ZnO纳米线薄膜的快速生长机理。最后,对典型样品的场发射性能进行了测试。测试果表明,优化后的两步法,只需3h即可获得直径为40~50nm,长度为2.2~2.7μm,长径比高达54的纳米线。薄膜的开启电场为3.6V/μm,阈值场强为9.1V/um,场增强因子β高达3 391。研究表明,高pH值溶液可以加快ZnO纳米线沿C轴方向的择优生长,获得高长径比的ZnO纳米线,进而获得优良的场发射性能。     

The preparation of oxygen-deficient ZnO nanorod arrays and their enhanced field emission

Vertical and uniform zinc oxide (ZnO) nanorod arrays (NRAs) with sharp tips were fabricated on Zn substrate by a straightforward hydrothermal method without the assistance of seed layer, template or surfactant. Whereafter, the as-synthesized ZnO NRAs were successfully doped with oxygen vacancies by sodium borohydride (NaBH₄) solution reduction, aiming to generate donor energy levels below the conduction band. More importantly, the doped concentration of oxygen vacancies could be effectively controlled by adjusting the reduction temperature, and we have ultimately achieved the purpose of controllable tailoring the energy band structure of ZnO NRAs. As with design, the oxygen-deficient ZnO NRAs present a lower turn-on field of 0.67 V/μm, higher field enhancement factor of 64601 and better field emission stability. Such excellent FE performance of the as-prepared emitter should originate from the optimization of geometry, the efficient electron transport, as well as the decreased work function.     

纳米ZnO掺杂对压敏阀片电性能和组织的影响

研究了纳米级ZnO粉料对压敏阀片的压敏电压、漏电流和压比的影响,并对其微观结构进行了分析研究,从理论上探讨了纳米ZnO影响压敏阀片电性能与微观结构的机理。研究结果表明,氧化锌压敏阀片中加入纳米ZnO后,其压敏电压显著提高。在质量分数为0~30%的范围内,随着纳米ZnO含量的增加,压敏阀片的压敏电压明显提高,其压比也呈升高趋势。当纳米ZnO含量为30%时,压敏电压约达547.54 V/mm,压比为1.149。在0~10%的范围内,随着纳米ZnO含量的增加,压敏阀片的漏电流呈下降趋势,而在10%~30%的时,漏电流又随纳米ZnO的含量的增加而升高。当纳米ZnO的含量为10%时,漏电流最小,为0.6 mA。     

ZnO纳米棒阵列提高发光二极管光抽取效率的研究

为了提高大功率LED的光抽取效率,采用溶胶-凝胶法、水热生长法的两步生长工艺在大功率红光发光二极管(LEDs)表面制作ZnO纳米棒阵列结构进行研究.利用ZnO纳米棒形成的光波导,ZnO纳米棒侧面为辅助出光面,提高了LED芯片的光输出效率.测试表明,所生长的ZnO纳米棒分布密度均匀,形貌一致;与未制作ZnO纳米棒前相比较...     

ZnO纳米晶须的形态控制及其结构表征

采用激光分子束外延法先在Si(111)衬底上制备Zn薄膜,在不同的氧气体积流量和生长温度下,用热蒸发法在镀有Zn薄膜的Si(111)衬底上制备了不同形貌的ZnO纳米晶须。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品的成分、微结构和形貌进行了表征。Zn薄膜在高温下被氧化,并为晶体生长提供均匀的成核点,有利于形成一定大小和数量的ZnO晶核。研究结果表明,氧气体积流量和生长温度对ZnO纳米晶须的形貌有一定的影响。     

Al掺杂ZnO厚膜的sol-gel法制备及其气敏性能研究

以硝酸锌、硝酸铝和氢氧化钠为原料,采用sol-gel法制备铝掺杂的纳米氧化锌厚膜(样品),并利用XRD和SEM对其微观结构进行了表征。研究了铝掺杂量和退火温度对ZnO厚膜的气敏性能的影响。结果表明:700℃退火、掺w(Al)为2.9%的样品对体积分数为4.0×10–1的丙酮有很好的选择性,最大灵敏度达到7 779左右,最佳工作温度约为162℃,响应、恢复时间均为1 s,最后讨论了铝掺杂纳米氧化锌的气敏机理。     

一维ZnO纳米/微米棒的制备及光学性能研究

采用溶胶-凝胶法,以六水硝酸锌和乙二醇单甲醚为主要原料,在SiO2玻璃衬底上旋涂一层致密的ZnO籽晶,用水热法,通过对ZnO籽晶层面朝下和朝上分别制备了ZnO纳米棒和微米棒。研究了不同生长液浓度对ZnO纳米/微米棒的形貌和光学性能的影响。结果表明,ZnO纳米棒直径约在Φ(60~90)nm之间,长度约为1 600nm,微米棒直径约Φ(1~4)μm,长度约8~14μm;随着生长液浓度的增加,ZnO纳米棒越致密,而ZnO微米梭生长成ZnO微米棒;ZnO纳米/微米棒的光致发光(PL)光谱强度随着生长液浓度的增加逐渐增强     

衬底温度对脉冲激光沉积制备ZnO性能的影响

本文采用脉冲激光沉积（PLD）(KrF准分子激光器：波长248 nm,频率5Hz,脉冲宽度20 ns）方法在氧气气氛中以高纯Zn（99.999%）为靶材、在单晶硅和石英衬底表面成功生长了ZnO薄膜。通过X射线衍射仪、表明轮廓仪、荧光光谱仪、紫外可见分光光度计对合成薄膜材料的晶体结构、厚度、光学性质等进行了研究,分析了衬底温度变化对其性能的影响。实验结果表明我们使用PLD法在室温下可以制备出了高度结晶取向、高透过率和近带边发射的高质量ZnO薄膜。     

聚吡咯/氧化锌纳米复合材料的电化学制备与性能研究

以草酸和十二烷基苯磺酸为电解质,利用电化学方法,基于镍片制备了ZnO质量分数不同(10%～30%)的聚吡咯/氧化锌(PPy/ZnO)纳米复合材料,并对其进行了表征和性能分析。结果表明基于镍片的复合材料中,聚吡咯呈典型的菜花状结构,白色的Zn0颗粒夹杂在PPy中,填充在PPy颗粒间的缝隙中,防止基底与溶液的直接接触,这种结构对基底有着很好的防腐蚀保护性能。而且随着质量比的增加,PPy/Zn0复合材料中的白色ZnO颗粒更为密集。研究发现PPy/ZnO复合材料比纯PPy具有更好的电化学性能,而且随着质量比的增加,PPy/ZnO复合材料的氧化还原可逆性、电化学交换反应与容纳电荷的能力等电化学性能有增强的趋势。