碟状氧化锌气相生长及机理的研究

采用气相沉积法制备了碟状的氧化锌,并基于自催化的气-液-固机理及气-固机理结合温度及过饱和度等生长因素对碟状氧化锌的生长机理进行了研究,结果表明,较高的生长温度及适中的过饱和度被归结为碟状氧化锌形成的原因。     

纳米氧化锌材料的制备方法及结构表征

文章介绍了纳米ZnO材料的常用制备方法,如应用较多的气-固-液法、气相法、水热法和有着较好应用前景的电化学法,以及各类纳米ZnO材料的结构表征,并展望了纳米ZnO材料的发展前景。     

生长温度对热蒸发法制备ZnO纳米线的结构与发光性能影响

采用无金属催化剂的简单热蒸发法,在Si(100)衬底上不同生长温度下成功地制备了高密度和大长径比的单晶ZnO纳米线。分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、透射电子显微镜(TEM)及荧光光谱仪表征样品的结构和发光性质。XRD和TEM研究表明,所制备的样品为沿c轴择优取向生长的单晶ZnO纳米线,具有六方纤锌矿结构。SEM和TEM研究表明,生长温度对ZnO纳米线的形貌及长径比的影响较大。当生长温度为700℃时,制备得到长径比为300(长度约为15μm,直径约为50nm)的ZnO纳米线;低于600℃时,形成花状ZnO纳米锥或纳米棒;高于700℃时,形成小长径比的ZnO纳米棒。此外,室温光致发光(PL)谱上出现一个强而尖锐的紫外发射峰以及一个弱而宽泛的蓝光发射峰。采用的热蒸发法制备ZnO纳米线基于气-固(VS)生长机理且该生长方法可用于大规模、低成本制备高纯度的单晶ZnO纳米材料。     

生长温度对热蒸发法制备ZnO纳米线的结构与发光性能影响

采用无金属催化剂的简单热蒸发法,在Si(100)衬底上不同生长温度下成功地制备了高密度和大长径比的单晶ZnO纳米线。分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、透射电子显微镜(TEM)及荧光光谱仪表征样品的结构和发光性质。XRD和TEM研究表明,所制备的样品为沿C轴择优取向生长的单晶ZnO纳米线,具有六方纤锌矿结构。SEM和TEM研究表明,生长温度对ZnO纳米线的形貌及长径比的影响较大。当生长温度为700℃时,制备得到长径比为300(长度约为15μm,直径约为50nm)的ZnO纳米线。低于600℃时,形成花状ZnO纳米锥或 纳 米 棒。高 于700℃时,形 成 小 长 径 比 的ZnO纳米棒。此外,室温光致发光(PL)谱上出现一个强而尖锐的紫外发射峰以及一个弱而宽泛的蓝光发射峰。采用的热蒸发法制备ZnO纳米线基于气-固(VS)生长机理且该生长方法可用于大规模、低成本制备高纯度的单晶ZnO纳米材料。     

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。     

简单水热法制备棒状纳米氧化锌及其表征

以Zn(NO3)2和NaOH为原料,在不使用任何添加剂的条件下,采用水热合成法在不同的合成时间和合成温度下制备棒状纳米ZnO颗粒。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、光致发光谱(PL)、电导率测试对样品进行表征。结果表明,所制备的纳米ZnO粉末具有六方红锌矿结构并沿(101)面择优生长;随着合成时间和温度的增加,样品的纯度逐渐增加;合成时间为25h,温度为200℃时,样品的结晶最好,样品基本成棒状,平均直径约为30～40nm,长度约为300～400nm、电阻率最大,且在376nm和500～600nm处有明显发射现象。深入分析了上述结果的形成原因。     

ZnO纳米带梳的制备及生长机理的研究

采用化学气相沉积(CVD)法成功制备出ZnO纳米带梳,实验过程不需要催化剂.X射线衍射仪(XRD)分析结果表明,ZnO纳米带梳为高度结晶的六方纤锌矿结构;利用扫描电子显微镜(SEM)观测,所制样品是由纳米带组成梳状形貌,纳米带梳的形成经过两个步骤:先通过VS机制形成微米带,而梳的齿通过自催化生长平行于(0001)极性面形成.对样品的光致荧光(PL)谱测量发现了位于～395nm和495nm处的室温光致发光峰.     

氧化锌纳米结构的电化学控制制备及其光致发光性能

利用电化学沉积法, 通过调节电解液浓度、时间、温度等因素, 在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了形貌不同的氧化锌(ZnO)纳米薄膜. 通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、光致发光谱等测试手段对不同形貌的ZnO纳米薄膜进行了表征和研究. 研究表明, 在高于阈值电压的情况下氧化锌薄膜迅速生成, 微观形貌主要受电解质溶液的浓度影响, 随着电解质浓度的升高可分别获得胞芽状、棒状、片层状结构, 结合晶体生长理论探讨了不同形貌ZnO薄膜的成因. 室温光致发光谱显示片状的ZnO纳米薄膜在近带边有较强的宽化激发峰, 而可见区的发光峰受到明显抑制, 这一结构有望应用于光电器件、传感器等领域.     

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。     

一种P掺杂ZnO纳米梳的制备及其光致发光性能研究

采用化学气相沉积(CVD)方法制备了P掺杂ZnO纳米梳,扫描电子显微镜(SEM)结果显示,纳米梳状产物均匀分布在Si衬底上。P掺杂ZnO纳米梳为高度结晶的六方纤锌矿结构,ZnO中P的掺杂含量约为2%(原子分数)。室温光致发光(PL)光谱表明,P掺杂ZnO纳米梳在样品不同区域的发光性能略有不同,但是均出现3个发光峰:紫外、绿光和近红外发光峰。同时PL结果也表明样品的整体结晶质量比较好。     

Zn-catalysed growth and optical properties of modulated ZnO hierarchical nanostructures

Modulated ZnO hierarchical nanostructures have been successfully synthesised by the one-step thermal evaporation method. The ZnO hierarchical nanostructures consist of large quantities of high-dense nanowires strewn with some small balls, and these balls are connected with wires by short rods. The composition detection results show that the ball is metallic Zn, which further confirms that Zn can serve as the catalyst for vapour–liquid–solid growth of the ZnO hierarchical nanostructures. The photoluminescence spectrum of the modulated ZnO hierarchical nanostructures includes a weak ultraviolet peak centred at 380?nm and a strong green emission centred at 500?nm, which can be attributed to the exciton emission at the near-band edge and a mass of singly ionised oxygen vacancies in products, respectively.     

Sn掺杂ZnO半导体纳米线的制备、表征及光学性能

采用化学气相沉积法获得了Sn掺杂含量约为2.4%(原子分数)的Sn掺杂ZnO半导体纳米线。X射线衍射结果表明,Sn的掺杂并没有改变ZnO的纤锌矿结构。掺杂纳米线的室温光致发光光谱在409.2nm和498.0nm处出现了蓝绿光发光峰。探讨了其发光机制,认为前者可能来源于从导带到Zn空位形成的浅受主能级的跃迁以及从氧空位形成的浅施主能级到价带的跃迁;而后者来源于从氧空位形成的浅施主能级到锌空位浅受主能级的跃迁。     

Fabrication and optical properties of needle-like ZnO array by a simple hydrothermal process

A simple low temperature hydrothermal process was employed to fabricate the needle-like ZnO array in the diluted butyl amine. The microstructure, morphology and the photoluminescence property of the as-prepared products were characterized by x-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM), field emission environment scanning electron microscope (SEM) and photoluminescence spectrum (PL). The results show that the needle-like ZnO crystals are hexagonal wurtzite monocrystal with slender figure and smooth surface. A possible growth mechanism of the needle-like ZnO array related to the diluted butyl amine is proposed. The PL spectrum of the needle-like ZnO array shows a strong blue light emission at 437 nm and a relatively low ultraviolet emission at 377 nm.     

ZnO纳米结构的CVD制备工艺及其应用

纳米结构的ZnO由于具有优异的光、电、磁、声等性能,已经成为光电、化学、催化、压电等领域中聚焦的研究热点之一.不同纳米结构的ZnO其制备方法不同,着重概述了采用化学气相沉积(CVD)工艺制备ZnO纳米材料,包括直接热分解、高温加热锌粉、碳热还原法以及金属有机气相沉积(MOCVD)4种方法,重点讨论了不同锌源和氧源对ZnO纳米结构的影响规律,并初步探讨了ZnO的VLS与VS生长机理,同时展望了ZnO在各领域中的最新应用.     

氧化锌薄膜的p型掺杂及光学和电学性质研究

为了实现氧化锌薄膜的p型掺杂,从而制备氧化锌同质p-n结,采用化学气相沉积法,以二水合醋酸锌为前驱,醋酸铵为氮源,在氧气氛下制备了氮掺杂的p型氧化锌薄膜.利用X射线光电子能谱和X射线衍射分析,表征了氧化锌薄膜的化学成分.通过霍尔效应测量证实了薄膜的p型导电特性.探讨了制备过程中温度、压强、源物质等条件对反应产物的影响,研究了薄膜的光学和电学特性,得到了p型氧化锌薄膜的吸收光谱和光致发光光谱,以及氧化锌p-n结的伏安特性曲线.     

Photoluminescence properties of single crystalline ZnO/CdS core/shell one-dimensional nanostructures

ZnO/CdS core/shell one-dimensional nanostructures were synthesized using ZnO nanorod arrays as templates, which were fabricated by a vapor transport process. CdS shells with various thicknesses were epitaxially grown on the ZnO nanorod arrays by metal organic chemical vapor deposition. Selected area electron diffraction measurement revealed that both ZnO cores and CdS shells were single crystalline growing along the c-axis. The photoluminescence properties of the ZnO/CdS core/shell nanostructures were also varied with different CdS shell thicknesses. A carrier transition process from ZnO to CdS was assumed to induce the enhancement of CdS photoluminescence.     

ZnO纳米棒阵列、纳米片及其发光和光催化特性

首先通过溶胶-凝胶法在Si片基底上制备1层ZnO纳米薄膜,作为纳米棒的晶种层,然后利用金属浴沉积法在ZnO纳米薄膜基础上制备择优取向的ZnO纳米棒阵列,最后通过水热法二次成核结晶形成纳米片。研究证明,ZnO纳米棒阵列和纳米片均沿着c轴取向。在Cu2+抑制极性面生长的作用下,形成的ZnO纳米片结构均匀,分布面积广,单片ZnO纳米片的厚度约为8 nm,面积呈平方微米级,较大的有40μm2左右。ZnO纳米结构的生长取向对其物理化学性能具有重要影响。高度沿c轴取向的ZnO纳米棒有利于紫外光发射和激光器的发展,但极性面的缩小不利于光催化反应。     

Sn掺杂ZnO纳米带的制备及其光致发光性能研究

采用热蒸发法制备了单晶Sn掺杂ZnO纳米带,其中Sn的掺杂含量约为5%(原子分数).X射线衍射(XRD)结果表明Sn掺杂ZnO纳米带为单相纤锌矿结构.X射线光电子能谱(XPS)表明样品中Sn的价态为4+.样品的室温光致发光谱(PL)在445.8nm处存在较强的蓝光发射峰,对其发光机制进行了分析.