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...     

Al掺杂对ZnO纳米结构阵列的影响

采用脉冲电磁场辅助水热合成法制备了高比表面积、高能面暴露的ZnO纳米片阵列,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X线衍射(XRD)及X线光电子能谱(XPS)等手段测试纳米结构阵列的性能。结果表明,经过Al掺杂后的ZnO纳米结构由棒状转变为六边形的片状结构,当Al的摩尔分数为1%时,纳米片彼此交错,组织均匀,垂直于衬底,与传统纳米棒相比,纳米片具有更大的比表面积及更多暴露的高能晶面,并对纳米棒向纳米片的转变机理进行了详细的分析和探讨。     

介孔ZnO微球的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

制备了一种新型的染料敏化太阳电池的光阳极,该电极由溶剂合成的具有高比表面积和良好光散射特性的ZnO介孔微球组成。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪及N2吸附脱附等手段,分析了介孔ZnO微球的结构和形貌。所得介孔微球尺寸在亚微米范围,比表面积约为50m2.g-1。将ZnO介孔微球成功应用到染料敏化太阳电池中,当光阳极为3μm时,组成的原型器件的短路电流密度约为4.5mA.cm-2,开路电压约为602mV,转换效率可达1.28%。研究结果表明,ZnO介孔微球是一种优异的染料敏化太阳电池的光阳极材料。     

ZnO纳米颗粒的紫外光探测器制备及其特性

为了发展高性能、低成本和结构简单的ZnO紫外 光探测器。在本文中,利用溶液法,制备出ZnO 纳米颗粒,采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计和荧光 光谱仪,分别 研究了ZnO纳米颗粒的形貌、晶相结构和光学特性。结果显示:样品呈球形状的颗粒,尺寸 分布在6~8.5nm 之间,平均粒径为7.1nm,为六方纤锌矿结构。发现ZnO纳米颗 粒的陡峭吸收边出现在370nm附近,在390nm 处出现一个很强的近带边发射峰和一宽泛的可见光发光带。此外,利用制备的ZnO纳米颗粒 ,旋涂在刻蚀 有叉指电极的FTO(SnO₂:F)上,制备出紫外光探测器,测试了它在暗态和365 nm紫外光照下的电流-电压(I-V) 和电流-时间(I-t)特性。结果表明:紫外光探测器的灵敏度、光响应度、响 应时间、恢复时间分别为62.4(在 －3.5V处),13.6A/W(在+5V处), 15s。另外,它的光响应机理主要由于ZnO纳米 颗粒表面吸附的氧起主导作用。     

在硅片上电沉积不同形貌的ZnO纳米结构的研究

采用简单的电化学沉积方法,通过调节电解液浓度和pH值,在硅衬底上实现了ZnO纳米结构的形貌控制。通过X射线衍射、扫描电镜和光致发光谱等表征手段对不同形貌的ZnO纳米结构进行了研究。研究发现,通过调节沉积条件,可以获得纳米棒、纳米簇丛和纳米片等不同形貌的ZnO纳米结构。其中,溶液pH值是纳米ZnO从一维结构到二维结构转变的关键因素。当pH值为12时,所获得的纳米ZnO为二维片状结构。光致发光谱显示二维ZnO纳米片的紫外本征峰相对于一维ZnO纳米棒发生了明显的蓝移,并且可见区的发光峰大大降低。这一结构将在光电器件、传感器等领域有很好的应用前景。     

多种ZnO纳米结构和ZnO/ZnS核壳结构的制备

以Zn(NO3)2.6H2O和CO(NH2)2为原料,采用均匀沉淀法,制备出了棒状、花状、球状纳米氧化锌(ZnO)。将ZnO微球体分散在Na2S溶液中,通过离子替代法,成功制备了ZnO/ZnS核壳结构。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对ZnO纳米结构和ZnO/ZnS核壳结构的晶体结构和表面形貌进行了表征,初步探讨了纳米ZnO和ZnO/ZnS核壳结构的生长机理。根据测试结果得知,ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿结构,随着Zn2+浓度逐渐增加,ZnO纳米结构形貌由单分散的棒状聚集成花状,最后演变成球形。ZnO/ZnS复合结构为内核ZnO,外面包覆一层ZnS的核壳结构。所有的纳米ZnO均具有相似的发光特点,ZnO/ZnS核壳结构的发光性能有了很大的改善。     

ZAO基底水热法制备ZnO纳米阵列及其形貌特征

采用水热法,在ZAO透明导电薄膜衬底上制备了不同形貌的ZnO纳米阵列.用SEM、紫外可见光分光光度计、四探针测试仪等测试手段对ZnO纳米阵列的形貌结构和物理特性进行了表征和测试.结果表明,不添加任何催化剂,0.075 M的乙酸锌水溶液中,90℃水温时可生长出形状规则的氧化锌纳米棒;相同的温度下,等摩尔浓度(0.05 M)的乙酸锌和六亚甲基四胺水溶液中,可生长出氧化锌纳米片阵列.光电性能测试表明所制备的ZAO/氧化锌纳米阵列具有良好的光透过性和导电性.     

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/ZnFe2O4复合纳米粒子的制备及其特性研究

利用水热法制备了ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)对退火前后的ZnO/ZnFe2O4纳米粒子进行表征。研究结果表明, 退火后的ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子表现出更好的形貌和晶体质量, 主要由六角纤锌矿结构的ZnO和立方结构的ZnFe2O4构成。PL光谱显示, 退火后ZnO近带边的发光强度明显降低, 这是由于ZnO/ZnFe2O4形成了Ⅱ型能带结构实现了光生载流子分离的结果。对其光催化特性也进行了研究, 光照时间为3 h, 退火后的ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子表现出更优秀的光催化活性, 降解甲基橙的效率可达50.48%。另外, 还对其磁性进行了研究, 室温条件下, 纳米复合粒子表现为顺磁性, 而经过退火处理后表现出铁磁性。因此, ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子经退火后具备磁性光催化剂性能, 有一定的发展前景。     

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。     

The direct nano-patterning of ZnO using nanoimprint lithography with ZnO-sol and thermal annealing

Nano-patterned ZnO layer was fabricated by ZnO-sol imprinting with a polymeric mold, followed by annealing. Instead of polymer based imprint resin, ZnO-sol was used as an imprint resin. During the imprinting process, the organic solvent in the ZnO-sol was absorbed into a polymeric mold and thus, ZnO-sol was converted to ZnO-gel. These patterns were subsequently annealed at 650 °C for 1 h in atmospheric ambient to form ZnO patterns. X-ray diffraction (XRD) and photoluminescence (PL) confirmed that ZnO-gel was completely converted into ZnO by annealing. Using this ZnO-sol imprinting method, ZnO nano-patterns, as small as 50 nm, were fabricated on Si and oxidized Si wafer substrates. The ZnO nano-patterns were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and Transmission electron microscopy (TEM).     

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     

在家用微波炉中合成四针状ZnO

将锌粉和石墨粉以一定比例混合放入家用微波炉中,在微波辐照下燃烧生成了白色松软的ZnO膜,将此薄膜用扫描电子显微镜(SEM)、能量损失谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射光谱(XRD)分析其成分和形貌。结果显示,该ZnO为单晶四针状晶须,晶须直径为20~50nm,分析了它的生长机理并测试其场发射特性,得到该ZnO的开启场强较低为3.88V/μm,相应的电流密度为10μA/cm2,在场强为5.7V/μm时达到最大发射电流密度为0.39mA/cm2。     

Au点阵模板控制生长ZnO堆垒单晶棒

采用磁控溅射技术在Si(111)衬底上溅射Au薄膜,900℃退火生成Au点阵模板,在Au点阵模板上溅射ZnO薄膜,O2气氛下1 000℃退火制备了ZnO堆垒单晶棒。研究了不同直径Au点阵模板对ZnO单晶棒结构性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对样品结构形貌进行了分析。结果表明,生成有序排列的ZnO棒均由诸多六方纤锌矿单晶堆垒而成,较小Au点阵生成单晶棒的直径约为100nm。室温光致发光PL谱表明在376nm出现一个较强近紫外发射,在488nm附近出现一个较宽的深能级绿光发射,说明所制备样品具有良好的发光特性。     

Zinc Oxide Nanorods Grown by Arc Discharge

The arc discharge method was employed to fabricate zinc oxide (ZnO) nanorods with wurtzite structure. The microstructure analysis by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) demonstrated that the ZnO nanorods grew along the [0001] direction. On average, the diameter and length of the nanorods were about 40 nm (some are as thin as 5 nm) and several hundred nanometers, respectively. The photoluminescence (PL) of the nanorods showed an ultraviolet band, a violet band, and a green band. The PL mechanism was discussed with the growth process and Raman spectroscopy.     

ZnO/ZnS核/壳纳米结构的形态及其演变模式

用两步生长的方法在醋酸锌和六亚甲基四胺水溶液中生长ZnO纳米棒阵列,然后以ZnO纳米棒阵列为模板,在Na2S水溶液中硫化0.5～6 h形成ZnO/ZnS纳米结构.用XRD,SEM和TEM表征了ZnO/ZnS核/壳纳米结构的晶体结构、表面形貌.研究了ZnO/ZnS核/壳纳米结构的形态及其转变的模式.在硫化过程中,ZnO首先形成ZnO/ZnS核/壳纳米棒,随着硫化程度的增强,核/壳结构顶部出现空洞,空洞扩展形成管状结构,进一步硫化,管状结构坍塌.硫化形成的ZnO/ZnS结构的形态不仅依赖于初始纳米棒的直径大小和硫化时间的长短,还依赖于纳米棒的分布密度.     

Synthesis and Raman spectra of hammer-shaped ZnO nanostructures via thermal evaporation growth

Hammer-shaped ZnO nanostructures were synthesized on silicon substrate via a simple thermal evaporation process without catalysts or additives. Scanning electron microscopy results shows that ordered ZnO nanohammers grow from the Si substrate. Transmission electron microscopy and selected area electron diffraction analysis indicate that a single nanohammer is a single crystal and grows along (0001) direction. X-ray diffraction patterns for prepared samples are consistent with a wurtzite ZnO structure. The effect of temperature on Raman scattering of single crystal ZnO nanohammers in the temperature range from 83 to 523 K was determined. Temperature-dependent Raman spectra of E₂(high frequency or hf) exhibit phonon frequency redshift and linewidth broadening with increasing temperature, which can be explained by a model taking into account contributions of thermal expansion and anharmonic phonon processes. Results show that decay into three phonons is the probable channel for the E₂(hf) mode.     

Synthesis of PbS:ZnO nanotrees by thermal evaporation:morphological, structural and optical properties

Nanotrees ZnO films are synthesized by thermal evaporation method on silicon and glass substrates. PbS powder (5 wt%) is used to obtain the nanostructure and growth modifications. ZnO films are compared with non-doped ones (ZnO film was dense structure without nanotrees). The deposited PbS:ZnO films exhibit polycrystalline orientation using X-ray diffraction (XRD), but the films without doping was less crystalline quality. Scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) were used to characterize the morphology. SEM images (surface and cross section) was confirmed the nanotrees form for doped ZnO film. Energy dispersive X-ray detector (EDX) was used to verify the composition of prepared films. Ultraviolet-visible (UV-Vis), photoluminescence (PL) and micro Raman techniques were used to investigate the optical properties. The PL spectra intensities were found to increase for PbS:ZnO nanotrees. Up to our knowledge, no work has been published regarding the obtained ZnO nanotrees using PbS as dopant via simple thermal evaporation method.