Mn掺杂浓度对ZnO纳米薄膜的结构和光致发光的影响

Mn掺杂的ZnO基稀磁半导体材料由于具有独特的特性而受到人们广泛的关注。ZnO的激子束缚能高达60meV,具有优良的光学性质。因此,Mn掺杂的ZnO材料研究在磁性半导体领域广泛开展起来。文章采用溶胶-凝胶法制备了Mn掺杂的ZnO纳米晶,讨论了不同Mn含量对材料结构和光致发光的影响。XRD结果表明,所有的样品均具有六角纤锌矿结构,并且随着引入Mn含量的增加,样品的晶格常数增大。光致发光结果显示,随Mn含量的增加,样品的紫外发光峰先红移后蓝移。光致发光谱也显示,适量的Mn掺杂可以钝化样品的可见区发射,提高样品的光学质量。     

Au/SiO_2纳米复合薄膜的结构表征及光致发光特性

采用磁控溅射和退火技术制备出Au/SiO2纳米复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对上述纳米复合薄膜进行了结构表征。实验结果表明,纳米复合薄膜的表面上均匀分布着直径在100～300nm的金纳米颗粒。金纳米颗粒的大小随着退火时间的增加而增大。用荧光光谱仪(PL)对薄膜的光致发光特性进行了研究。结果表明,在激发波长为325nm时,分别在525nm和560nm处出现两个发光峰;在激发波长为250nm时,在325nm处出现发光峰,这一发光峰可能与非晶SiO2的结构缺陷有关。     

SnS壳层厚度对ZnO/SnS核壳结构纳米棒光致发光性能的影响

通过简单的水热法制备了ZnO纳米棒,然后成功地在ZnO纳米棒上修饰了一层SnS壳层,形成了ZnO/SnS核壳结构纳米棒。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对上述核壳结构进行了表征。结果表明制备的ZnO纳米棒直径在20~200nm,长度达1μm,随着SnS壳层修饰时间的增加壳层厚度逐渐增加。PL分析表明,当SnS壳层厚度很薄时,由于ZnO纳米棒表面态得到了修复,ZnO纳米棒的PL强度得到了很好的提升;但当SnS壳层厚度达到一定程度后,该核壳结构会形成一种Ⅱ型能带排列,这样该核壳结构的PL强度反而会被降低。     

核/壳结构ZnS:Mn/ZnS量子点光发射增强研究

利用水溶性前驱体材料在水性介质中制备了ZnS:Mn和ZnS:Mn/ZnS核/壳结构量子点(QDs,quantum dots),并用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)对ZnS:Mn和ZnS:Mn/ZnS核/壳结构QDs的结构和发光性能进行研究.ZnS:Mn和ZnS:Mn/ZnS QDs XRD谱与标准谱吻合,根据De...     

SiC/SiO2核壳结构纳米线制备及光学性质研究

采用简单的气固反应,在Si衬底上成功制备了SiC一维纳米材料。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱(EDX)、X射线衍射谱(XRD)和光致发光谱(PL)等手段研究了材料的表面形貌、结构组成和光学性质。研究结果表明,制备的纳米材料为SiC/SiO2核壳结构纳米线,在室温时发射中心波长分别为380nm和505nm的紫外峰和绿光带。经分析认为,波长380nm的紫外峰来源于SiO2中的O空位缺陷;而中心波长505nm的绿光带则来源于受量子尺寸效应影响并包覆了SiO2外壳的SiC内核。     

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。

     

核/壳结构CdSe/CdS纳米晶的制备及其光稳定性

在水溶液中制备了CdSe纳米晶和核/壳结构CdSe/CdS纳米晶,用X射线粉末衍射和X射线光电子能谱对其进行了表征.比较了新制样品与放置30天后样品的吸收光谱和发射光谱,结果表明核/壳结构CdSe/CdS纳米晶具有更好的光学稳定性,可望在光致发光器件和生物荧光标记上得到应用.     

CdSe/SiO_2异质复杂纳米结构的可控制备

复杂纳米结构至今依然是材料领域研究的前沿。采用简单的气相合成法,通过反应温度选择和初始反应物配方设计,实现了复杂形貌CdSe/SiO2异质纳米结构的可控制备,在直径为100nm左右的一维纳米棒端部成功嫁接了直径约400nm的碗状SiO2纳米空心球。通过XRD,FESEM,HRTEM,EDS和SAED等手段分析试样的形貌、成分和晶体学特征。XRD测试表明,生成产物是CdSe和SiO2的复合材料;EDS分析进一步确认一维纳米棒和碗状空心球的化学成分分别为CdSe和SiO2;HRTEM和SAED测试表明,CdSe纳米棒是沿[0002]方向生长的单晶结构,SiO2纳米空心球为非晶结构。这种新奇的异质纳米结构可以作为未来纳米靶向药物的载体材料。     

ZnS:Eu/ZnS核/壳结构量子点自发辐射性能研究

利用水溶性前驱体材料在水性介质中制备了ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS核/壳结构量子点,并利用XRD、TEM和PL对ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS核/壳结构量子点的结构和发光性能进行了研究.ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS量子点XRD谱显示:ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS量子点具有β-ZnS结构,且随着Zn...     

CdTe/CdS、CdTe/ZnS核壳结构半导体量子点制备及荧光特性

核壳半导体量子点材料因其在修复单量子点表面缺陷方面的特殊性能,极大地提高了量子点的光学性能而受到人们的研究。改进了CdTe核心的制作方法,使用小型三口瓶替代传统的小烧瓶作为反应容器,制备碲氢化钠,合成了不同核心尺寸、不同壳层厚度与不同壳层材料的10种CdTe/CdS、CdTe/ZnS核壳结构半导体量子点。对10种核壳结构半导体量子点材料进行紫外可见吸收光谱及荧光光谱测试,并分析其荧光特性。量子点在紫外可见波段的吸收光谱表明随着量子点尺寸的增大,吸收峰发生红移。通过实验结果与分析可推断出CdTe/CdS量子点荧光寿命和强度的不同是由于核心和壳层尺寸的不同量子点在I型和II型中相互转换;CdTe/ZnS的壳层厚度增加时,由于ZnS的壳层降低了核心外表的悬空键和表面缺陷态的数量,使电子空穴对复合机率加大,使得荧光峰位产生了红移。     

Au/SiO_2纳米复合膜的形貌及发光特性

采用磁控溅射和退火法在Si(111)衬底上制备Au/SiO2纳米复合薄膜,并在两种实验模式下进行退火处理。模式A:不同的退火温度,退火20min;模式B:退火温度1 000℃,不同的退火时间。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射方法(XRD)和光致发光(PL)等测试手段对退火后的Au/SiO2纳米复合薄膜的表面形貌、微观结构和发光特性进行了分析。SEM结果表明,在模式A情况下,随着温度的增加,Au纳米颗粒的大小先增加后减小,这与XRD测试结果相吻合。PL结果表明,在模式B情况下,随着退火时间的增加,发光峰强度先增加后减小。在325nm波长下激发,440nm的发光峰与Au颗粒的大小和数量有关,而523nm的发光峰与纳米复合膜的结构有关,这与SEM平面图相吻合。实验结果表明,Au/SiO2纳米复合薄膜的表面形貌、微观结构和发光特性与退火温度及退火时间有很强的依赖关系。     

掺Al富Si/SiO2薄膜制备及紫外发光特性研究

采用射频磁控溅射技术制备出掺Al的富Si/SiO2复合薄膜,以不同退火温度对样品进行热处理.对样品进行X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外吸收光谱(FTIR)、光致发光(PL)和光致发光激发谱(PLE)检测.结果表明SiO2薄膜中存在纳米Si晶粒,并且含有AlOx成分.室温下,可以观察到位于3.24～3.42 eV的较强紫外光致发光,其发光强度随退火温度和Al含量的变化而变化.分析表明该发光带与SiO2中的氧空位缺陷有关,缺陷分布与纳米Si的形成以及不同Al含量的氧化有关,从而影响薄膜发光强度.     

Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜的室温光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了纳米Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜,得到强的可见光致发光,利用傅里叶红外吸收(FTIR)谱和光致发光(PL)谱,对其发光特性进行了研究,在374 nm和712 nm左右观察到强发光峰.用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了其可能的发光机制,认为发光可能源自于SiOx界面处的缺陷发光中心.建立了发光的能隙态(EGS)模型,认为440 nm和485 nm的发光源于N-Si-O和Si-O-Si缺陷态能级.     

LiNbO_3/SiO_2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2／Si薄膜。通过X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和傅立叶变换红外吸收光谱（FT-IR）对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征。采用荧光分光光度计研究了LiNbO3／SiO2／Si薄膜的光致发光。研究结果表明：在280nm激发光的激发下,LiNbO3／SiO2／Si薄膜在室温下发射470nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处白捕获激子的辐射复合,发现在SiO2／Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2／Si薄膜的发光机制。     

MoNb/SiO_2界面的AES分析

用电子束蒸发MoNb的方法,制备了MoNb/SiO_2接触界面。用俄歇电子能谱(AES)测定该界面热处理前后各元素组分随深度的分布。从AES分析中发现:随着热处理温度的上升,MoNb/SiO_2界面中Mo,O渐渐出现再分布峰,形成Mo,O的富集区;Nb的富集区始终为平坦分布,并没有出现Nb的再分布峰。界面宽度由低温的1.5nm变到600℃的15nm;同时还发现600℃时界面呈现电阻性。这一异常现象是由于Mo在SiO_2界面中热稳定性差所导致的。     

SiO_2/CeO_2混合磨料对微晶玻璃CMP效果的影响

在微晶玻璃表面的超精密加工中,抛光磨料是抛光液重要的组成部分,它不仅影响着微晶玻璃的去除速率,而且对表面的粗糙度有着重要的影响。把超大规模集成电路的CMP技术引入到微晶玻璃的抛光中,在分析SiO2/CeO2混合磨料对微晶玻璃表面作用原理的基础上,进行了大量的实验研究,结果表明,通过调节SiO2/CeO2的配比和优化相关工艺参数可以得到应用所需的粗糙度及在此粗糙度下最大的去除速率。     

咔唑在Sol-Gel制备的SiO_2薄膜中的发光机理

利用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备了能够发射红光的含咔唑的SiO2薄膜。测量了薄膜样品的发射谱,发现当激发波长从610nm连续减小到400nm时,样品的发射波长从760nm连续蓝移到了550nm左右。将含咔唑的SiO2薄膜溶解在乙醇中,经逐步稀释后所得溶液的发光可以从绿光变到紫光。基于它们的发射谱、激发谱和吸收谱,探讨了咔唑在SiO2薄膜中发红光的机理。结果表明,咔唑分子被紧缩在SiO2薄膜内部的微孔中,因受到挤压而使其共轭尺寸变大,从而导致咔唑的发光特性发生改变。     

用XPS法研究SiO_2/4H-SiC界面的组成

利用X射线光电子谱(XPS)研究了高温氧化形成的SiO2/4H-SiC界面的化学组成.获取低浓度HF酸刻蚀速度基础上制备出超薄氧化膜(1～1.5 nm)样品,并借助标准物对照法辅助谱峰分析.结果表明,高温氧化SiO2/4H-SiC界面,类石墨碳较多,除Si1 成分外,还存在Si2 和Si3 两种低值氧化物.三种工艺处理后界面成分含量的对比,指出界面成分可通过合理工艺有效控制,以C-V测试曲线印证了界面成分减少对电学特性的改善.