衬底温度对ZnO纳米结构的影响

利用超声喷雾热解(USP)技术,以普通玻璃为衬底,制备了不同衬底温度下的系列ZnO薄膜.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了衬底温度对ZnO结构的影响.结果表明,薄膜的微观结构随衬底温度变化显著.在410℃获得了ZnO纳米棒,纳米棒直径在50 nm左右,沿c轴择优生长,结晶质量较好.     

种子辅助化学法合成ZnO纳米棒及其表征

低温条件下(95℃),采用ZnO种子辅助化学反应法,成功制备了宏量直、细的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)等分析手段对纳米棒的结构和形貌进行了表征;同时还对ZnO纳米棒的形成机理作了分析;并以ZnO纳米棒作为光催化荆,对甲基橙(MO)溶液进行了光催化实验.结果表明,ZnO与Zn源的摩尔比对ZnO纳米棒的形貌影响很大,PVA通过空间位阻效应控制ZnO纳米棒的长度,ZnO纳米棒有较好的光催化活性.     

ZnO纳米棒水热法制备及其发光特性研究

采用氢氧化钾(KOH)和二水醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2H2O)配制不同浓度的反应溶液,反应过程中加入表面活性剂聚乙二醇(HO(CH2CH2O)13H),在80℃水热反应条件下制备出了优异的ZnO纳米材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪等测试方法研究了样品的成分、表面形貌和微结构。SEM研究结果显示:样品沿c轴择优生长,径粒分布均匀,长径比高,为六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒和菊花状ZnO纳米棒。光致发光谱性能分析显示样品在392 nm附近具有很强的紫外光发射能力,随着反应物浓度的增加,紫外峰发生约3 nm的蓝移,同时,样品还在绿光535 nm附近有较弱的光致发光现象。以上结果表明所制备的ZnO纳米材料具有优异的紫外光发射能力。     

ZnO纳米棒光阳极的制备及其天然染料敏化研究

采用溶胶-凝胶法和旋转涂覆法在FTO导电玻璃上制备ZnO种子层,以Zn(NO3)2和六亚甲基四胺(HMT)的混合溶液为生长液在ZnO种子层上制备出ZnO纳米棒薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对ZnO种子层及纳米棒薄膜的晶相及表面微观形貌进行了表征;研究了生长液浓度、生长时间对ZnO纳米棒薄膜生长的影响。实验表明,制备排列整齐的ZnO纳米棒阵列薄膜最佳条件为90℃环境下,基底竖直放置在0.025mol/L的生长液中,生长4h,纳米棒平均直径80nm左右。从新鲜草莓、桑葚中提取天然色素,对ZnO纳米棒电极进行敏化,组装成光电池;测试敏化电极的吸收光谱及光电池的伏安特性曲线。结果表明,桑葚色素在可见光区有更强的吸收特性,由桑葚色素敏化的电极组装的光电池,在模拟太阳光下,得到开路电压为228.75mV,短路电流为189μA,填充因子为0.37,光电转换效率为5.5×10-4。     

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。     

一维ZnO纳米/微米棒的制备及光学性能研究

采用溶胶-凝胶法,以六水硝酸锌和乙二醇单甲醚为主要原料,在SiO2玻璃衬底上旋涂一层致密的ZnO籽晶,用水热法,通过对ZnO籽晶层面朝下和朝上分别制备了ZnO纳米棒和微米棒。研究了不同生长液浓度对ZnO纳米/微米棒的形貌和光学性能的影响。结果表明,ZnO纳米棒直径约在Φ(60~90)nm之间,长度约为1 600nm,微米棒直径约Φ(1~4)μm,长度约8~14μm;随着生长液浓度的增加,ZnO纳米棒越致密,而ZnO微米梭生长成ZnO微米棒;ZnO纳米/微米棒的光致发光(PL)光谱强度随着生长液浓度的增加逐渐增强     

垂直靶向脉冲激光沉积制备ZnO纳米薄膜

用一种新颖的制备纳米粒子与薄膜的垂直靶向脉冲激光沉积(VTPLD)方法,在室温及空气气氛下,于玻璃基底上成功地制备出ZnO纳米薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对ZnO纳米薄膜的表面形貌和结构进行了表征,用荧光光谱仪对薄膜的光致发光(PL)性能进行了测量.结果表明,当激光功率为13 W时,沉积出的粒子大小较均匀,尺寸在40 nm左右,且粒子排列呈现出一定方向性;当激光功率为21 W时,沉积的ZnO纳米薄膜图呈现出微纳米孔的连续薄膜.在玻璃基底上沉积的ZnO纳米薄膜有一主峰对应的(002)衍射晶面,表明ZnO纳米薄膜具有良好的c轴取向性.不同激光功率下沉积ZnO纳米薄膜经500 ℃热处理后的PL峰,其强度随激光能量而变化,最大发光波长位于412 nm.     

ZnO纳米棒的低温生长及光致发光性能

采用化学溶液沉积法在ITO导电玻璃上制备近一维ZnO纳米棒.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)对样品进行表征,研究了不同Zn2+摩尔浓度和不同生长时间对样品的结构、形貌和光致发光性能的影响.结果表明,所制备的ZnO纳米棒为纤锌矿结构并沿c轴择优取向生长.另外,随着Zn2+摩尔浓度的增加,纳米棒的直径增大.当Zn2+摩尔浓度为0.1M时,ZnO纳米棒的直径和长度都随生长时间的增加而增加.PL测试表明,样品均具有良好的发光性能,并且ZnO纳米棒的结晶质量随着Zn2+摩尔浓度和生长时间的增加均有所提高.     

水热法制备氧化锌纳米棒

以Zn(NO3)2·6H2O,Zn,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和N2 H4·H2O等为原料,采用水热法和改进的水热法,在180℃制备了氧化锌(ZnO)纳米棒束及纳米棒阵列薄膜.用XRD,SEM,FE-SEM及HR-TEM对样品进行了表征.具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒直径在40～80nm左右.以负离子配位多面体生长基元理论讨论了ZnO晶体的生长过程及反应条件对ZnO形貌的影响.样品光致发光谱测试结果表明,纳米棒束、阵列具有强的紫紫外光发射峰和不同强度的蓝绿光发射峰.     

水热法制备氧化锌纳米棒

以Zn(NO3)2·6H2O,Zn,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和N2 H4·H2O等为原料,采用水热法和改进的水热法,在180℃制备了氧化锌(ZnO)纳米棒束及纳米棒阵列薄膜.用XRD,SEM,FE-SEM及HR-TEM对样品进行了表征.具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒直径在40～80nm左右.以负离子配位多面体生长基元理论讨论了ZnO晶体的生长过程及反应条件对ZnO形貌的影响.样品光致发光谱测试结果表明,纳米棒束、阵列具有强的紫紫外光发射峰和不同强度的蓝绿光发射峰.     

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     

热氧化磁控溅射金属锌膜合成一维ZnO纳米棒

利用退火热氧化射频磁控溅射金属锌膜的方法在Si(111)衬底上制备了一维ZnO纳米棒,同时用多种测试手段对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行了研究.XRD,SEM和TEM的测试结果表明,ZnO纳米棒为单晶相六方纤锌矿结构,呈头簪状向外发散生长,直径在30～60nm左右,其长度可达几μm.PL谱测试结果表明:在波长为280nm光的激发下,在372nm处有强的近带边紫外光发射和516nm处的较微弱深能级绿光发射.说明合成的一维ZnO纳米棒的结晶质量和光学性能优良.     

热氧化磁控溅射金属锌膜合成一维ZnO纳米棒

利用退火热氧化射频磁控溅射金属锌膜的方法在Si(111)衬底上制备了一维Zn O纳米棒,同时用多种测试手段对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行了研究.XRD,SEM和TEM的测试结果表明,Zn O纳米棒为单晶相六方纤锌矿结构,呈头簪状向外发散生长,直径在30～60 nm左右,其长度可达几μm.PL 谱测试结果表明:在波长为280 nm光的激发下,在372 nm处有强的近带边紫外光发射和516 nm处的较微弱深能级绿光发射.说明合成的一维Zn O纳米棒的结晶质量和光学性能优良     

ZnO微球的自组装及其发光性能研究

采用水热法合成了不同形貌的ZnO微球,利用XRD、TG-DSC、FT-IR、PL和SEM等分析了水热产物及其焙烧产物的形貌、结构和光致发光性能.结果表明,水热温度及焙烧过程对产物有显著影响,随着水热温度的升高,水热产物的形貌逐步由牡丹花状向鹅卵石状转变,经600℃焙烧1h后得到形貌各异、直径10～20 μm的ZnO微球,其中水热温度较低的ZnO微球为细纳米片组成的海胆状,水热温度较高的为ZnO纳米棒组装成的鹅卵石状.PL分析表明不同形貌的ZnO微球均具有绿光发射特性.     

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.     

溶液浓度对ZnO纳米棒形貌和发光的影响

为了获取高质量、高取向排列规则的ZnO纳米棒,玻璃衬底预先用脉冲激光沉积方法制备一层ZnO薄膜作为籽晶层,应用水热法在玻璃衬底上生长ZnO纳米棒。探究了籽晶层及不同溶液浓度对ZnO纳米棒结构和发光的影响,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪测量样品的形貌和结构,用组建的光致发光测试系统对样品的室温光致发光光谱进行测定。结果表明,ZnO纳米棒具有高度取向且分布致密均匀;光致发光光谱显示ZnO的近带边发射比深能级发光略低;随着溶液浓度的增加,近带边发光和深能级发光相对强度的比值依次降低。     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。     

紫外辐射ZnO纳米棒的生长及性能

用退火法在玻璃、硅片衬底上先生长ZnO籽晶,然后在90℃下在醋酸锌和六亚甲基四胺溶液中生长了直径约为17 nm的ZnO纳米棒.采用X射线衍射仪(XRD)分析了不同衬底上生长的ZnO纳米棒的结构和择优生长取向,用扫描电子显微镜(SEM)观察了ZnO的形态,用荧光光谱仪分析了纳米棒的发光特性,讨论了籽晶、衬底类型和衬底放置方式对纳米棒的尺寸、排列趋向性和光学性能的影响.纳米棒的直径和排列依赖于衬底的初始状态,籽晶可以减小纳米棒的尺寸,增强纳米棒的排列有序性;一旦衬底上生长了籽晶,后续生长的纳米棒的尺寸、排列和性能与衬底的类型无关,纳米棒都具有强的紫光发射.但衬底的放置方式会影响其上纳米棒的形态,竖直放置的衬底易生长尺寸分布均匀的准有序排列的纳米棒.     

ZnO纳米棒薄膜光学性能的系统研究

采用简化的种子层制备工艺在ITO基底上制备了ZnO种子层,并使用化学溶液沉积法制备了高度取向的ZnO纳米棒阵列。采用XRD和SEM对ZnO纳米棒的结构和形貌进行表征,并对样品的光学性能进行了测试。测试结果表明,所制备的ZnO纳米棒为c轴择优取向的六角纤锌矿结构,直径为66~122nm可控,且排列紧密,形貌规整。光学性能测试结果表明,吸收光谱在375nm附近表现出强烈的紫外吸收边是由于禁带边吸收引起的;反射光谱具有一定的周期振荡性,可用于薄膜厚度的估算;光致发光谱在378nm附近有很强的紫外发射峰;增大生长液浓度和高温退火可降低缺陷发光,改善结晶质量。