Sn催化的Ga掺杂ZnO纳米线的制备及其光致发光性能研究

采用化学气相沉积的方法,以Sn粉为催化剂制备出大长径比的Ga掺杂ZnO纳米线。采用扫描电子显微镜观察制备的产物,发现样品为直径约25～90nm的纳米线。通过比较不同Ga掺杂含量样品的室温光致发光谱,发现一定掺杂含量的Ga可以提高ZnO纳米线的紫外发光强度,同时,Ga的掺杂也会引起ZnO紫外发光峰的蓝移。随着Ga含量的增加,蓝移程度越来越小,甚至发生红移。Sn的引入只对Ga掺杂ZnO纳米线的蓝绿光有贡献。     

ZnO纳米线的催化合成及其光致发光性能

采用气相传输法,以金膜为催化剂,氧化锌和石墨混合粉末为锌源,制备氧化锌纳米材料。研究获得氧化锌纳米线的光致发光性能。初步探索了氧化锌纳米线的生长机理。实验结果表明,当衬底温度为600℃时,金颗粒的催化性能得到了较好的发挥,形成长度大于10μm,直径小于80 nm的均匀致密的氧化锌纳米线膜。这种氧化锌纳米线具有紫外发光特性。低于600℃时,锌氧蒸汽发生了自凝结,进而在金颗粒间隙形成氧化锌带(400℃时),或在金颗粒上吸附聚集形成花状氧化锌纳米棒(200℃时)。而在高于600℃时,金颗粒析出的锌迅速挥发或氧化、长大,出现了稀疏的针状氧化锌和颗粒。氧化锌纳米线可能的生长模式为“底端生长“模式。     

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。     

反应源温度对ZnO纳米线阵列定向性及发光性能的影响

以Au薄膜为催化剂、ZnO与碳混合粉末为反应源,采用碳热还原法在单晶Si衬底上制备了ZnO纳米线阵列.通过扫描电子显微镜( SEM)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计对样品的表征,研究了反应源温度对ZnO纳米线阵列的定向性和光致发光性能的影响.样品在源温度920℃条件下沿(002)方向择优生长,定向性最好,温度过低不利于ZnO纳米线阵列密集生长,而温度过高导致Zn原子二次蒸发,因而也不利于纳米线阵列的定向和择优生长;样品在源温度880℃有最强的近紫外带边发射,表明温度过高和过低都不利于ZnO晶体结构的优化;由于ZnO纳米线在缺氧氛围下生长,氧空位是缺陷存在的主要形式,因此所有样品都有较强的绿光发射.温度升高导致纳米线生长速度提高而增加了氧空位缺陷数量,从而使样品绿峰强度增强并在源温度920℃时达最大值,但温度的进一步升高可导致ZnO纳米线表面Zn元素的蒸发而降低氧空位缺陷的数量,从而抑制绿峰强度.     

催化剂辅助化学气相沉积法制备InN纳米线

采用催化剂辅助化学气相沉积法,通过固-液-气(V-L-S)机理控制在硅衬底上制备了高质量的InN纳米线。利用FESEM、XRD、HRTEM对制备的InN纳米线的表面形貌和结构进行了表征。分析表明合成的InN纳米线为标准的六方纤锌矿结构,纳米线沿[102]方向生长。室温PL光谱表明,制备的InN纳米线在1580nm(0.78eV)处存在很强的无缺陷的带边发射,与六方纤锌矿结构InN单晶发射峰位置一致,表现出良好的光电性能。     

气相沉积法制备Co掺杂ZnO纳米线的磁学性能研究

研究了气相沉积方法制备的Co掺杂ZnO纳米线的结构及其磁学性能。结果表明，Co离子代替Zn离子的位置进入ZnO晶格，样品的磁性能对实验条件的依赖性比较大，通入适量空气的条件下制备的样品具有室温铁磁性。     

水热法在碳纤维表面生长ZnO纳米线及性能研究

采用水热法在碳纤维表面生长ZnO纳米线,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和SmileView软件对ZnO纳米线进行分析。XPS结果确认碳纤维表面纳米线为ZnO纳米线,SEM图片说明T700碳纤维表面ZnO纳米线取向度高于T300碳纤维表面ZnO纳米线,关于生长时间的分析表明最优值为4h。此外,通过附着生长在碳纤维表面制备了改性的ZnO纳米线,XPS测试结果表明ZnO纳米线表面涂层为CoO。     

ZnO纳米线阵列的图形化生长

采用光刻和射频磁控溅射技术在Si衬底上制备了图形化的ZnO种子层薄膜。分别采用气相榆运和水热合成法，制备了最小单元为30μm的图形化的ZnO纳米线阵列。X射线衍射（XRD）分析显示单晶纳米线阵列具有高度的c轴[001]择优取向生长性质，从扫描电子显微镜（SEM）照片看出，阵列图形完整清晰，边缘整齐，纳米线阵列在室温下光致发光（PL）谱线中在380hm左右具有强烈的紫外发射峰，可见光区域发射峰得到了抑制，证明ZnO纳米线阵列氧空位缺陷少，晶体质量高。     

催化剂辅助化学气相沉积法制备InN纳米线

采用催化剂辅助化学气相沉积法,通过固-液-气（V-L-S）机理控制在硅衬底上制备了高质量的InN纳米线。利用FESEM、XRD、HRTEM对制备的InN纳米线的表面形貌和结构进行了表征。分析表明合成的InN纳米线为标准的六方纤锌矿结构,纳米线沿[102]方向生长。室温PL光谱表明,制备的InN纳米线在1580rlIn（...     

爆炸辅助气相沉积法制备炭纳米线的研究

根据爆炸辅助气相沉积法生长碳纳米管的机理,设计了两种制备炭纳米线的方案:(1)使用低活性铁-镍二元金属催化剂;(2)对钴催化剂作用下碳纳米管的生长实施冷冻。透射电子显微镜显示这两种方法制备的炭纳米线均为纳米颗粒组装而成,具有非常粗糙的表面。其中,使用铁-镍二元催化剂所制炭纳米线直径分布不均匀,黏结情况严重;而在冷冻钴催化剂作用下炭纳米管生长过程所得的炭纳米线直径分布比较均匀,黏结情况也大为减少。这两种纳米线的差别与金属催化剂的活性有关。光催化降解亚甲基蓝实验表明:冷冻碳纳米管生长所得炭纳米线具有良好的催化辅助功能,可以提高ZnS纳米晶的光催化活性。     

超长单晶硅纳米丝的化学气相沉积法制备

采用化学气相沉积法在镀金硅片上制备出了大量直径均匀、长度大于100肿的单晶纳米硅丝。采用场发射扫描电镜（FESEM）、能谱分析（EDX）、透射电镜（TEM）和拉曼光谱（Rarnan）对样品进行了表征和分析，并对超长纳米硅丝的生长机理进行了讨论。     

生长温度对等离子体增强化学气相沉积生长ZnO薄膜质量的影响

以Zn(C2 H5) 2 和CO2 为反应源 ,在低温下用等离子体增强化学气相沉积方法 ,在Si衬底上外延生长了高质量的ZnO薄膜。用X射线衍射谱和光致发光谱研究了衬底温度对ZnO薄膜质量的影响。X射线衍射结果表明 ,在生长温度为2 3 0℃时制备出了高质量 ( 0 0 0 2 )择优取向的ZnO薄膜 ,其半高宽为 0 2 6°。光致发光谱显示出强的紫外自由激子发射与微弱的与氧空位相关的深缺陷发光 ,表明获得了接近化学配比的ZnO薄膜     

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。     

MOCVD方法在Si衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和氧化亚氮(N2O)作为锌源和氧源,在低温300℃,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法在Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜.通过优化氧锌比,ZnO薄膜为高度单一c轴方向生长.由光致发光谱和反射谱得知,ZnO薄膜的紫外发光峰位于388nm,具有很好的光透性,且其PL谱半峰宽为80meV.     

化学气相沉积法制备纳微ZnO的实验和模拟研究进展

纳/微氧化锌材料性能优良,用途广泛,制备方法较多,其中化学气相沉积法(CVD)是较常用的方法之一。详细介绍了CVD方法制备纳米氧化锌的主要影响因素,概述了计算流体动力学(CFD)模拟在化学气相沉积法方面的应用和研究现状,并指出应该采用实验研究和计算模拟相结合的方法进行研究,利用计算模拟指导实验,从而实现纳微结构的可控生长。