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。     

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。     

ZnO/Si纳米孔柱阵列的真空蒸镀及其光致发光特性

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,通过采用真空蒸镀技术沉积金属锌,再在纯氧气氛中进行氧化退火的方法,制备出具有阵列特征的ZnO/Si-NPA异质结构材料.研究发现,ZnO/Si-NPA的表面形貌、结构和光致发光特性强烈依赖于氧化退火温度.当氧化退火温度低于400 ℃时,样品的发光主要来自于Si-NPA衬底;当氧化退火温度高于700 ℃时,样品的发光主要来自于ZnO薄膜;经过600 ℃氧化退火的样品则同时包含有来自于Si-NPA和ZnO薄膜的发光.上述结果表明,通过控制ZnO/Si-NPA制备过程中的氧化退火温度,可以在一定程度上实现对其光致发光谱的有效调控.这对未来制备具有特定功能的半导体光电器件具有重要的实际意义.     

激光蒸凝法制备Zn/ZnO纳米粒子

本文采用激光蒸凝法 ,以 15 0WCWCO2 激光器为光源 ,金属Zn为靶材 ,成功地制备出了Zn和ZnO纳米粒子。初步研究了反应参数对纳米粒子性能的影响 ,并用X射线衍射、电子衍射、透射电镜、EDTA滴定分析等技术对纳米粒子的性能进行了表征。实验结果表明 ,制备工艺条件对形成的纳米粒子有一定的影响 ,反应压力和载气流量影响纳米粒子的形貌。不同的反应气氛制备的产物不同 ,在惰性气氛下产品纳米粒子是Zn和ZnO的混合物 ,粒径较大 (平均约为 6 0nm)且不均一 ,较大的粒子呈单一球形 ,分散性好 ,约为 12 0nm ;较小的粒子 ( 35nm)相互连接 ,分散性不好 ;而在氧气气氛下 ,所得的纳米粒子是纯ZnO ,粒子为针形 ,其长约为 75nm ,宽约为 10nm ,分散性也较好 ;在氢气气氛中得到较纯的Zn纳米粒子 ,粒径较小 (平均约为 2 3nm)且较均一 ,粒子呈单一球形 ,分散性好。该法具有较好的工业应用前景     

纳米晶ZnO:Er3+的光致发光特性

为了探讨稀土Er^3＋与纳米ZnO基质之间的能量传递，利用化学沉淀法制备了纳米ZnO：Er^3＋粉体材料，测量了样品的X射线衍射谱（XRD）、光致发光谱（PL）和激发谱（PLE）。X射线衍射结果表明；ZnO：Er^3＋具有六角纤锌矿晶体结构。室温下，在365nm激发下，在纳米ZnO宽的可见发射背景上，观测到了Er^3＋的激发态^4S3／2（549nm）、^2H11／2（522nm）和^4F5／2（456nm）的特征发射，ZnO：Er^3＋的紫外近带边发射与未掺杂的纳米晶ZnO的近带边发射比较，强度明显减弱，绿光深能级发射略有增强。分析丁稀土Er^3＋的^4S3／2、^2H11／2和^4F5／2激发态发射，证实了纳米ZnO基质与稀土Er^3＋离子之间存在能量传递。     

ZnO纳米颗粒薄膜的制备及其光学特性

采用化学回流法制备了3种不同粒径的ZnO纳米颗粒,然后旋涂在ITO玻璃衬底上,形成样品a、b和c3种ZnO纳米颗粒薄膜.场发射扫描电子显微镜(FESEM)结果显示,3种样品晶粒都呈颗粒形状,形成的薄膜较平整,平均晶粒尺寸分别为(φ)5 nm、(φ)25 nm和(φ)40 nm.X线衍射(XRD)结果表明,ZnO纳米颗粒为多晶六方晶系纤锌矿结构.样品a、b在可见光区有很少的光吸收,在紫外光区有很强的吸收,而由于纳米颗粒的直径较大,样品c在紫外和可见光区都存在很强的吸收.室温下的光致发光谱表明,样品a有一个近带边(NBE)紫外发射峰和蓝光发射峰,样品b、c出现一很宽的深能级缺陷相关的可见光发光带,这说明3种薄膜都存在大量的本征缺陷.     

两步法生长ZnO纳米棒的结构及其发光特性

应用两步法在玻璃衬底上制备了高度取向的ZnO纳米棒,并研究了衬底和反应时间等参数对其结构及发光特性的影响。从样品的扫描电镜(SEM)图中发现,利用脉冲激光沉积(PLD)方法在玻璃衬底上生长一层ZnO薄膜作为修饰层,可以明显提高水热法生长的ZnO纳米棒的结晶质量。样品的SEM和光致发光(PL)谱表明,在有ZnO修饰层的玻璃衬底上生长的ZnO纳米棒分布均匀,排列致密,取向性好;缺陷发光的发光强度约是激子发光峰的2倍,且随着反应时间增长,样品的缺陷发光增强而激子发光减弱。     

在不同衬底上生长ZnO薄膜及其特性研究

在不同衬底温度下用脉冲激光沉积法(PLD)分别在n-Si(111)、蓝宝石(001)和非晶石英衬底上生长了ZnO薄膜。首先对薄膜进行了X射线衍射(XRD)分析,找出在三种不同衬底上制得的结晶质量最好的ZnO薄膜所对应的最佳衬底温度。然后对最佳衬底温度下得到的ZnO薄膜分别进行了X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)和原子力显微镜(AFM)分析。结果表明,在硅衬底上生长的ZnO薄膜XRD谱半高宽最小,PL谱特征发光峰强度最强,AFM下的平均粒径最大,说明硅衬底上生长的ZnO薄膜结晶质量最好,而在石英衬底上生长的ZnO薄膜结晶质量最差。     

纳米复合ZnO粉体烧结过程晶粒生长的分析

根据ZnO晶粒生长动力学方程,确定了晶粒生长的动力学指数和激活能,研究了纳米复合ZnO粉体的烧结过程以及烧结过程中的晶粒生长规律。实验结果表明:由纳米复合ZnO粉体制备的陶瓷,其晶粒生长动力学指数n为3,激活能Q为(185±26)kJ/mol。与微米粉体相比,纳米复合ZnO粉体的晶粒生长动力学指数和激活能都比较小,因此液相烧结的温度低,晶粒生长速度加快。     

激光烧蚀法制备氧化锌纳米颗粒及其光谱特性

采用激光烧蚀法，在不同功率条件下，制备出氧化锌纳米颗粒，并对其进行了尺寸表征、光致发光和拉曼光谱测量。结果表明：在不同功率条件下获得的氧化锌纳米颗粒尺寸分布均为10～50 nm，但是随着激光烧蚀功率的增加，颗粒的凝聚程度增大，导致其光致发光谱发生红移;而其拉曼光谱不发生变化。最后，对氧化锌纳米颗粒的激光烧蚀机制进行了解释。     

激光处理金属冷、热切锯片的性能研究

锯片在使用过程中，经常出现裂纹、崩齿和振动问题。针对这种情况，采用激光淬火锯片齿尖代替原有的热处理工艺处理锯片齿尖。由于激光淬火形成的淬硬层较薄，组织晶粒比较细小，硬度较高，耐磨性较好，而锯齿内部仍保持良好的韧性。在采用激光淬火时。通过金相检验、有限元模拟并合理选择激光工艺参数和严格控制淬火区域，保证了激光淬火的锯片齿尖具有高的耐磨性和抗冲击性能，从而不易出现崩齿、断齿和齿尖腐蚀等现象。另外，在保证锯齿有良好的锯切性能的同时，锯片的振动和稳定性问题也是一个不容忽视的问题。而激光强化可改变锯片的应力分布，对锯片的振动特性有很大的影响。激光强化的效果取决于激光的工艺参数：激光功率和扫描速度。经理论计算和生产实践检验：通过合理选择激光的工艺参数对锯片进行处理，可延长锯片的使用寿命并能很好地保证锯切质量减少噪声。     

ZnO and Related Materials for Sensors and Light-Emitting Diodes

ZnO is an attractive material for ultraviolet (UV) light emitters and detectors, and transparent thin-film transistors. It is also readily synthesized in the form of nanostructures. In this paper we discuss the fabrication of a number of ZnO thin-film and nanowire devices, including transistors, diodes, and UV and pH sensors. ZnO has been effectively used as a gas sensor material based on the near-surface modification of charge distribution with surface-absorbed species. The large surface area of the nanorods makes them attractive for gas and chemical sensing, and the ability to control their nucleation sites makes them candidates for high-density sensor arrays.     

有序结构ZnO的自组装生长及光学性能研究

利用重力场下的自组装,将单分散的ZnO胶体球悬浮液自组装为排列有序的结构。通过SEM、TEM对制得的有序结构进行了表征。结果表明,这种方法可得到直径为50~800 nm的ZnO胶体球。所得样品的透射谱在200~1 100 nm范围内出现一强烈的衰减峰(带隙中心波长为λc),且λc随ZnO胶体球粒径的减小向短波长方向移动(蓝移),λc的位置还随前处理温度的降低而蓝移。     

ZnO纳米晶的发光性质

研究了量子限域体系下ZnO纳米晶随尺寸变化的发光性质。吸收边随着颗粒尺寸减小发生持续的蓝移。光致发光光谱包含两个发光峰：一个是紫外激子发射,另一个是处于绿光区的杂质或缺陷发射,均受量子限域效应调制。带边发射相对于吸收峰的Stokes移动随着颗粒尺寸减小而增大。选择激发实验发现光致发光强烈依赖于激发能。     

ZnO材料的生长及表征

氧化锌材料是新一代宽禁带光电子半导体材料和场致发射材料，通过等离子体分子束外延设备，在a-plane的蓝宝石衬底上生长了高质量的氧化锌外延材料。在生长过程中用反射高能电子束衍射仪(RHEED)，研究了生长时材料薄膜的表面形貌。为了使材料更好地应用于器件，研究了材料的掺杂性质。研究了给体束缚激子(Donor bound exeiton (DX))、自由激子(Free exciton(EX))和受体束缚激子(Aeeeptor bound exciton (AX))随温度变化的发光过程。用紫外-可见透射光谱研究了ZnO薄膜材料的透射光谱性质。结果表明，用分子束外延生长设备成功地生长了高质量的氧化锌薄膜材料。     

ZnO纳米线的低温生长及其发光特性

采用电场辅助电化学沉积的方法在阳极氧化铝模板中沉积出ZnO纳米线阵列.透射电子显微镜和X射线衍射测试结果表明,制备的纳米线是单晶ZnO纳米线,形貌均匀,直径大约为60nm,并且择优于(101)晶面.对生长过程中所加的辅助电场的作用给出了初步解释.光致发光谱表明,在350～650nm范围内存在一个很宽的发光峰.     

ZnO纳米线的低温生长及其发光特性

采用电场辅助电化学沉积的方法在阳极氧化铝模板中沉积出ZnO纳米线阵列.透射电子显微镜和X射线衍射测试结果表明,制备的纳米线是单晶ZnO纳米线,形貌均匀,直径大约为60nm,并且择优于(101)晶面.对生长过程中所加的辅助电场的作用给出了初步解释.光致发光谱表明,在350～650nm范围内存在一个很宽的发光峰.     

氧化锌压敏电阻的湿式化学合成法

综述了氧化锌压敏电阻的特性、用途及国内外用各种湿式化学合成技术制备氧化锌压敏电阻的原理及方法。