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。     

热蒸发铜粉法制备硅纳米线的研究

研究发现,热蒸发铜粉即可在硅衬底上直接生长出硅纳米线.场发射电子扫描电镜和透射电镜分析表明,纳米线的形貌、结构及生长机制,随沉积区域的不同而变化.在高温沉积区,硅纳米线高度弯曲且相互缠绕,按气-液-固机制生长;在低温沉积区,高度定向生长的直硅纳米线,规整地排列在硅衬底表面,其生长机制是氧化辅助生长机制.     

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.     

ZnO纳米线的气相沉积法自催化生长及发光性能研究

介绍了一种通过气相沉积法自催化生长氧化锌纳米线的方法。氧化锌纳米线的生长方向为〈001〉,其尺寸随反应温度的升高而增大。光致发光分析表明绿光发射强度随氧化锌纳米线尺寸而变化。当氧化锌纳米线直径小至5～10nm时,由于量子效应而表现出非常强的绿光发射。     

热蒸发锌粉法制备半导体氧化锌纳米线的研究

采用热蒸发锌(Zn)粉的方法,制备出高产量的由半导体氧化锌纳米线组成的蒲公英花状和四角锥状纳米结构.利用SEM、TEM和X射线衍射对产物的形貌及结构进行了分析.结果表明,所生成的是具有六方结构的单晶ZnO纳米线.纳米线长约5-10μm,根部直径较粗,约110-120nm;梢部较细,约25-30nm,其生长机制为气-固(VS)机制.     

两步水热法制备枝干状ZnO纳米结构的研究

采用两步水热法,第1步利用Au作为催化剂生长ZnO纳米杆;第2步利用醋酸锌分解成ZnO纳米颗粒作籽晶层在ZnO纳米杆的侧壁生长ZnO纳米枝条,在Si片上成功制备了枝干状ZnO纳米结构。利用SEM、XRD分别表征枝干状ZnO纳米结构的形貌和晶体结构,研究籽晶层、反应液浓度、反应时间等参数对枝干状ZnO纳米结构形貌的影响。结果表明,Au作为催化剂生长的ZnO纳米杆具有沿(103)面择优取向生长的特性,而籽晶层对在侧壁生长ZnO纳米枝条至关重要。通过调节反应参数,可控制枝干状ZnO纳米结构的形貌,当反应液浓度越小,反应时间越长,纳米枝条越细、越长。所制备的枝干状ZnO纳米结构具有很好的生物兼容性,可作为细胞支架材料。     

梳状氧化锌纳米材料的制备及结构、性能的表征

通过纯锌粉蒸发，在600-650℃无催化条件下成功制备了高质量的梳状ZnO纳米结构。通过扫描电镜（SEM）及高分辨透射电镜（HRTEM）观察，所制备的梳状ZnO纳米结构具有两种典型形貌，且皆为单晶结构，分析表明其生长由气-固生长机理控制。室温光致发光谱显示，梳状ZnO纳米结构在385nm附近形成紫外发射峰；在以495nm为中心的范围内，形成较宽的绿光发射峰。     

纳米木质素诱导制备金盏花状纳米ZnO及光催化性能

以纳米木质素为形貌诱导剂,以硝酸锌和氨水为原料,采用水热合成法制备金盏花状的纳米ZnO。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结晶特性及形貌进行了表征分析,并对其光催化性能进行了测定。研究结果表明,纳米木质素能诱导纳米ZnO在其表面沉积和生长,形成晶粒大小为42.3nm的金盏花状结构,该金盏花状纳米ZnO室温下2.5h内对孔雀石绿的紫外光降解效率为91.3%。     

溶胶-凝胶法制备K-N共掺ZnO薄膜的结构及光学特性

采用溶胶-凝胶法在Si(100)衬底上生长了K与N共掺的ZnO薄膜,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计对ZnO薄膜样品的结构和光学特性进行了研究。结果表明,溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜为六方纤锌矿结构。随着K掺杂浓度的增大,薄膜的结晶性变好,组成薄膜的颗粒变大,并表现出c轴择优生长特性,同时掺杂导致的氧空位缺陷也在增加,使得绿光发射增强,薄膜的光学带隙先增后减。     

温度对碳热还原制备TiC、TiN的影响研究

考察了在碳热还原制备TiC、TiN的过程中,温度对TiC、TiN生成状态的影响。将含钛渣样品置入石墨坩埚,在1300~1550℃,常压通N2,恒温6h观察TiC、TiN的生成状态。实验结果表明,TiN的生成温度是1350℃,TiC的生成温度是1500℃,与FactSage计算基本相符(FactSage计算的TiN的生成温度是1322℃,TiC的生成温度是1467℃)。通过对熔渣与石墨坩埚纵剖面宏观形貌、矿相、SEM-EDS的分析表明,TiN、TiC主要生成于熔渣与石墨坩埚交界处,随着温度的升高,其生成量增多并向熔渣内部扩散。     

二氧化硅微米棒阵列的制备及发光性能研究

二氧化硅是一种良好的发光半导体材料,被广泛应用于光学器件、传感器、电子元件等领域。本文利用热蒸发方法,在无催化荆条件下,通过气-固（VS）生长机制制备出非晶二氧化硅微米棒阵列。利用扫描电镜（FE—SEM）、透射电镜（TEM）和光致发光谱（PL）等测试手段对产物的形貌、微观结构和光学性能进行了测试分析及研究。     

生长温度对InAs/GaAs横向异质结构纳米线形貌及晶体结构的影响

低维半导体材料因其超常的物理性能而受到了广泛关注和研究。本文采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）技术,利用金作催化剂制备了InAs/GaAs横向异质结构纳米线,并讨论了不同生长温度情况下InAs横向异质材料对纳米线形貌及晶体结构的影响。提高InAs材料的生长温度,可以有效地抑制纳米线的纵向生长,使其实现横向异质结构的生长。在异质结构纳米线横向生长时发生了侧面晶面旋转的现象,这是纳米线表面重构后侧面趋向能量更低的晶面的结果。本文的研究工作为推动微纳技术的发展提供了相应的理论基础和科学依据。      

Ag掺杂对ZnO纳米线气敏性能的影响

以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和Ag掺杂ZnO纳米线为气敏基料，制备成旁热式气敏元件，用静态配气法对浓度均为100ppm的无水乙醇蒸汽、氨气、甲烷及一氧化碳四种气体进行气敏性能测试，结果表明，Ag掺杂后，ZnO纳米线对四种气体灵敏度的最高值分别提高了230％，92％，158％，49％，缩短了响应时间和恢复时间。     

热蒸发法制备第Ⅳ族半导体纳米线的研究进展

系统地分析了压强和温度在热蒸发法生长中对Si纳米线的产量和形貌结构的影响,并全面解析了用热蒸发法制备Ⅳ族纳米线的氧化物辅助生长机理。同时,对国内外采用热蒸发法制备第Ⅳ族半导体(Si、Ge、SiGe)纳米线的研究现状进行了详细介绍,并展望了其应用前景。     

不同温度和时间对SMAT黄铜基底生长ZnO纳米结构与形貌的影响

利用热氧化法，在不同氧化温度、保温时间条件下，在经过SMAT处理的Cu—Zn合金基底上生长出ZnO纳米线。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜对样品结构、形貌进行了分析表征。结果表明：表面生长的纳米线为六方结构ZnO；氧化温度、保温时间对ZnO纳米线形貌有较大影响。总结了纳米线的生长机理。     

基于梳状分等级结构ZnO纳米带的快速响应VOC气体传感器

通过化学气相沉积法(CVD)合成出梳状分等级结构的ZnO纳米带,使用场发射扫描电子显微镜(SEM)和x射线衍射仪(XRD)对材料组成和结构进行了分析。利用这种材料制备了厚膜型管式气敏元件,并采用静态配气测试系统进行了气敏性能测试。测试结果表明,工作温度大约为225℃时,这种结构的材料对有机挥发性气体(volatileorganiccompounds,VOCs)具有极快的响应和恢复速度,响应时间为2s,恢复时间为3s。最后分析了材料结构对气敏性能的影响。     

化学气相沉积法制备SiC纳米线的研究进展

SiC纳米线具有优良的物理、化学、电学和光学等性能,在光电器件、光催化降解、能量存储和结构陶瓷等方面得到广泛应用.其制备方法多种多样,其中化学气相沉积法(CVD)制备SiC纳米线因具有工艺简单、组成可控和重复性好等优点而备受关注.近年来,在化学气相沉积法制备SiC纳米线以及调控其显微结构方面取得了较多成果.采用Si粉、石墨粉和树脂粉等低成本原料以及流化床等先进设备,通过化学气相沉积法制备出线状、链珠状、竹节状、螺旋状以及核壳结构等不同尺度、形貌各异的SiC纳米线,并且有的SiC纳米线具有优良的发光性能、场发射性能和吸波性能等,为制备新型结构和形貌的SiC纳米线及开发新功能性的SiC纳米器件提供了重要参考.目前,未添加催化剂时,利用气相沉积法制备的SiC纳米线虽然纯度较高,但存在产物形貌、尺度和结晶方向等可控性差,制备温度较高和产率相对较低的问题.而添加催化剂、熔盐以及氧化物辅助可明显降低SiC纳米线的制备温度,提高反应速率以及产率,但易在SiC纳米线中引入杂质.将来应在提高SiC纳米线的纯度、去除杂质方面开展深入研究;还应注重低成本、规模化制备SiC纳米线的研究,采用相应措施调控SiC纳米线的显微结构,以拓宽SiC纳米线的应用领域.本文综述了目前国内外采用化学气相沉积制备SiC纳米线的方法,分析总结了无催化剂、催化剂、熔盐以及氧化物辅助等各种制备方法的优缺点,并对未来的研究进行展望,期望为SiC纳米线的低成本、规模化制备和应用提供理论依据.     

Ag(TCNQ)纳米线的制备和场发射性能研究

采用气-液-固反应方法在硅片上制备了取向金属有机配合物Ag(TCNQ)纳米线.样品的XRD特征峰与Ag(TCNQ)相对应;SEM形貌显示纳米线几乎垂直基片生长,直径在50～300nm,长度在2～50μm.初步对其场发射性能进行了研究,所得Ag(TCNQ)纳米线的最低场发射开启电压约为1.5Vμm-1,最大发射电流密度约为0.03mAcm-2,此时对应的电场约为2.5Vpm-1.由测量所得I-Ⅴ曲线得到的FoWler-Nordheim(F-N)曲线近似为一条直线,说明样品具有场发射性能.重复实验表明,Ag(TCNQ)纳米线的场发射具有一定的稳定性.结合纳米线制备工艺,初步分析了场发射性能的影响因素.     

MBE法生长ZnO纳米线阵列的结构和光学性能

在氧等离子体辅助的MBE系统中, 以1 nm厚的Au薄膜为催化剂, 基于气?液?固(VLS)机制实现了低温ZnO纳米线阵列在Si(111)衬底表面的生长. 通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)可以观察到, ZnO纳米线阵列垂直生长在衬底上, 直径为20~30 nm. X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)结果表明: ZnO纳米线为六方纤锌矿结构, 具有沿c轴方向的择优取向. 光致发光(PL)谱显示在380 nm附近有强烈ZnO本征发射峰, 475~650 nm可见光区域有较强的缺陷导致的发射峰.     

热蒸发沉积法制备多足状ZnO及其生长机理的研究

利用热蒸发沉积方法，使用高纯Zn粉为原料（ 〉99．99％），在常压下，成功制备了多针状的znO微结构。当沉积气氛为纯氧气时，多针ZnO单支的直径尺寸在2μm左右，通过调整Ar和O2的比例，发现当蒸发源温度为800℃，气体流量控制在Ar：O2=0．5L／min：0．1L／min的时候，所制备的多足状ZnO的单支直径减小为400nm,采用XRD和SEM对样品进行了表征，并对形成这种多针状ZnO的生长机理进行了详细的讨论。