SnO2纳米线的低温生长及光致发光研究

在550℃下,通过Au-Ag合金助催热蒸发氧化亚锡,制备了25nm的Sn02纳米线.测试了Sn02纳米线的室温光致发光谱,其四个发光峰中,418nm的峰足新发现的峰,它是孪晶纳米线的面缺陷造成的.SnO2纳米线的低温生长机制遵从VLS生长机制,且与5nO粉末的应用有一定的关系.Sn02纳米线的较小尺度与气相因子的低温度低浓度化学反应有关.     

二氧化锡纳米线自催化生长及其发光特性研究

在没有添加任何催化剂情况下,通过热蒸发锡粉制备了二氧化锡纳米线.利用扫描电子显微镜,X射线衍射和透射电镜对上述纳米线进行了结构表征.实验结果表明二氧化锡纳米线直径在100～400 nm,长度达数十微米.PL分析表明当激发波长为325 nm时,在581 nm处出现较强的黄色发光峰;在激发波长为250 nm时,在可见光区域579 nm处形成较强的发光峰,同时伴随一个385 nm处较弱的发光峰.二氧化锡纳米线的生长机制符合气-目生长模式.     

互不溶Sn-Al合金中自发生长Sn纳米线及其作为锂离子电池负极的电化学性能

本文介绍互不溶Sn-Al合金表面上Sn纳米线(直径为100 ～ 500 nm)自发生长的两种情况,它们都不需要模板和催化剂.通过SEM、TEM分析和对Al、Sn相的相互作用机理研究表明,这些Sn纳米线具有[200]生长方向,它们的生长与Sn熔点和Al-Sn共晶点的差异,以及Sn-Al合金(块体、薄膜)中存在的残余压应力...     

互不溶Sn-Al合金中自发生长Sn纳米线及其作为锂离子电池负极的电化学性能

本文介绍互不溶Sn-Al合金表面上Sn纳米线(直径为100 ～ 500 nm)自发生长的两种情况,它们都不需要模板和催化剂.通过SEM、TEM分析和对Al、Sn相的相互作用机理研究表明,这些Sn纳米线具有[200]生长方向,它们的生长与Sn熔点和Al-Sn共晶点的差异,以及Sn-Al合金(块体、薄膜)中存在的残余压应力有关.将含有Sn纳米线的Sn-Al薄膜作为锂离子电池负极材料进行电化学测试,在0.3～1.5 V vs.Li/Li+(Li/Li+为对电极和参比电极)电压范围循环时,它的稳定可逆容量为300 mAh/g.通过与纯Sn薄膜负极比较研究可知,Sn纳米线的一维特征有利于改善Li+的扩散动力学,从而提高Sn-Al薄膜电极的电化学性能.     

SnO2掺Ag纳米线的制备、结构表征及光学性质研究

用化学气相沉积法在管式炉中制备了SnO2掺Ag纳米线.纳米线直径约50 nm,长几十微米.通过XRD、TEM和Raman谱仪等测量确定SnO2掺Ag纳米线为金红石型结构,XPS谱表明样品中含有Sn、O和Ag元素,Ag的浓度约为1.8 at.%,室温PL谱显示样品在626nm处有很强的红光发射峰.     

ZnO纳米线阵列的侧面生长机理

通过一种简单的无催化剂存在的气相生长工艺制备了侧面长成梳状结构的ZnO纳米线阵列。沿[0001]方向生长的ZnO纳米线按照100～500nm的间隔有规律地排列在梳底一侧。单晶梳底沿着[2110]方向生长到±(0110)和±(0001)面终止。所得均一纳米线的直径和长度分别为40～100nm和0.5～2.0μm。纳米线阵列的侧面生长成为微米梳,是气体分子自组装成纳米线和一步法组装成微米结构的重要例子。本文详细讨论了ZnO纳米线阵列生长成为微米梳的生长机理。     

退火处理对二氧化锡纳米线性能的影响

采用化学气相沉积法在硅衬底上生长二氧化锡(SnO2)纳米线,并对其进行热处理.扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱测试分析表明所合成的SnO2蚋米线为单一四方金红石相,且结晶性能良好.光致发光测试显示在576 nm附近有明显的黄色发光峰,但在氧气氛环境退火处理后该发光峰逐渐减弱,表明576 nm处的发光峰为氧空位缺陷引起的发光.同时,退火处理能有效提高材料的场发射性能,SnO2纳米线的最低开启和阚值电场分别约为4.6和6.2 V/μm.     

PZT纳米铁电薄膜的生长行为和介电性能及微结构

采用溶胶-凝胶(sol-gel)自旋涂敷法在Si(100)基多孔氧化铝模版介质上制备了Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)纳米铁电薄膜(厚度25nm).利用电化学方法在多孔氧化铝模版孔道内(孔径25nm)生长Au纳米线,作为底电板一部分.利用x射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及场发射透射电镜(FE-TEM)对PZT纳米铁电薄膜的生长行为、表面形貌和微结构进行了研究.XRD谱图表明PZT纳米铁电薄膜具有(111)择优取向;SEM像显示PZT纳米铁电薄膜结构致密,晶粒呈椭球状,平均尺寸为22nm.剖面TEM像证实PZT纳米铁电薄膜与Au纳米线直接接触,它们之间的界面呈现一定程度的弯曲;部分Au纳米线顶端出现分枝展宽现象.介电谱表明PZT纳米铁电薄膜的介电常数在低频区域(频率小于104 Hz)从760迅速下降到100,然后基本保持在100,直至测量频率升高到106 Hz.低频区域内介电常数的迅速下降是由于空间电荷极化机制所致;介电损耗在4 000 Hz附近出现峰值(来源于空间电荷的共振吸收)也证实了空间电荷极化机制的存在.     

室温紫外纳米线纳米激光器

演示了半导体纳米线阵列中的室温紫外激射。利用简单的蒸汽传输冷凝技术制造了生长在蓝宝石基底上的自组织＜0001＞定向氧化锌纳米线。这种宽带隙半导体纳米线形成了直径20－50nm、长度达10μm的自然激光腔。在光激励下，观察到385nm的面发射激光行为，辐射线宽小于0．3nm。纳米线的化学灵活性和一维性使其成为理想的小型化激光光源。这种短波长纳米激光器可能有很多应用，包括光计算、信息存储和微量分析等。     

PLD法合成MgxZn1-xO纳米柱阵列

使用脉冲激光沉积法(PLD)在Si(100)衬底上无催化生长出了MgxZn1-xO纳米柱阵列.扫描电镜结果发现:在较大的范围内,直径为30～50nm、长度约为60nm均匀分布的纳米柱阵列生长在一层厚度约为70nm的纳米晶薄膜上.XRD结果中的(002)峰和PL谱中的带边发射峰相对于纯ZnO薄膜都发生了不同程度的偏移,表明了Mg组分的掺入改变了ZnO的晶格常数和带隙宽度.分析了MgxZn1-xO纳米柱的生长机制.     

自组装型SnO2纳米线超低浓度H2传感器的研制

采用FESEM及气敏传感器测试系统,研究了用自组装方式制备的SnO2纳米线气敏传感器的氢敏特性。结果表明:在工作温度为200℃时,对于超低浓度[(2~8)×10–6]的氢气具有0.58~1.00的探测灵敏度及3 s的响应时间和10 s的恢复时间。继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米线的优良的比表面特性及其尺度(30~40 nm)低于德拜长度(43 nm)等角度,解释了此传感器对超低浓度氢气具有良好气敏特性的原因。     

非晶SiO2纳米线的合成及其显微结构和光学性质的研究

本研究以硅片为衬底,热蒸发一氧化硅粉末在较低温度下合成了大量直径均匀的非晶SiO2纳米线.这些纳米线直径分布在15 nm～40 nm之间,长度几十微米.选区电子衍射(SAED)、能谱(EDS)、电子能量损失谱(EELS)分析结果表明这些纳米线为非晶SiO2纳米线.光致发光(PL)谱测试结果显示纳米线在波长550 nm处存在一个较强的PL峰.本文进一步指出了蒸发源SiO粉末的颗粒度和蒸发温度对纳米线生长有强烈的影响.     

In2O3纳米线制备及其特性

使用管式加热炉成功地制备出In2O3纳米线.通过扫描电子显微镜可以看到样品为In2O3纳米线;X射线衍射分析证实该材料是立方结构的In2O3;X射线光电子谱分析发现该In2O3中存在大量氧缺陷;光致发光谱研究显示制得的In2O3纳米线有比较强的发光现象,主要集中在紫外光谱区.同时对反应的气相-固相(V-S)生长机理和In2O3的光致发光机理进行了详细分析.     

硫化物钝化对InAs纳米线光学特性的影响

针对InAs纳米线表面氧化造成的发光效率低的问题,采用十八硫醇和硫化铵钝化了由化学气相沉积设备生长的闪锌矿结构的InAs纳米线。对硫化物钝化前后的InAs纳米线进行温度依赖的光致发光光谱测试。实验结果表明,十八硫醇和硫化铵钝化的InAs纳米线在25 K温度下的发光效率与未钝化的InAs纳米线相比分别提高了～6倍和～7倍,此外,可以在室温下探测到硫化铵钝化的InAs纳米线的光致发光,这为未来基于InAs纳米线的中红外纳米光子器件提供了可能性。     

Synthesis and Room‐Temperature Ultraviolet Photoluminescence Properties of Zirconia Nanowires

This paper reports the synthesis of tetragonal zirconia nanowires using template method. An as‐prepared sample was characterized by scanning and transmission electron microscopy. It was found that the as‐prepared materials were tetragonal zirconia nanowires with average diameters of ca. 80 nm and length of over 10 μm. The Raman spectrum showed peaks at 120, 461, and 629 cm^–1, which are attributed to the E_g, E_g, and B_1g phonon modes of the tetragonal zirconia structure, respectively. The UV‐vis absorption spectrum showed an absorption peak at 232.5 nm (5.33 eV in photon energy). Photoluminescence (PL) spectra of zirconia nanowires showed a strong emission peak at ca. 388 nm at room temperature, which is attributed to the ionized oxygen vacancy in the zirconia nanowires system.     

定向SnO_2纳米管的阵列制备及其场发射性能

SnO2纳米材料由于其优异的性能和在纳米电子器件以及气敏传感器等方面的潜在应用受到了广泛关注,快速大量制备SnO2纳米管(线)是其规模化应用的前提。利用自制的高频感应设备在Si基底上快速生长出定向的SnO2纳米管阵列,由SEM和TEM分析可知,SnO2纳米管直径达到50～100nm。场发射结果表面制备的SnO2纳米管阵列具有较低的开启电压,即当产生的电流密度为10μA/cm2时所对应的电场只有1.64V/μm,这一数值低于碳纳米管和其他一维氧化物纳米材料的开启电场,同时所制备的产物具有良好的场发射稳定性,良好的场发射性能说明SnO2纳米管在场发射平板显示及真空电子器件方面具有较好的应用潜力。     

二氧化锡纳米结构的光致发光及生长机制研究

通过金银合金助催的碳热蒸发方式,在单晶Si衬底上生长了几种不同形貌的SnO2纳米结构。用SEM、XRD、Raman和PL等测试技术对其形貌、结构进行了表征。结果表明:PL光谱中观察到的359和450nm两个新峰是由存在于SnO2纳米结构中的发光中心如纳米晶体或氧空位等造成的。SnO2纳米结构的生长遵从VLS机制,与反应源的不同距离所产生的温度差是造成这些纳米结构具有不同形貌的主要原因。     

Investigation of luminescence properties of ZnO nanowires at room temperature

The controllable growth processes of ZnO nanowires by evaporation of metal zinc with high purity and its luminescence properties have been investigated in detail. Firstly, the power of ZnO nanowires with high yield and homogeneous dimension was synthesized using the special quartz boat at 600 °C. Then, the oriented ZnO nanowires with about 20 nm diameter were synthesized by using a 90 nm-thick layer of ZnO nanocrystals on the Si substrate as the seed layer. Both fabrication processes are repeatable and no catalysts are necessary. Finally, photoluminescence (PL) spectroscopy for ZnO nanowires using an He-Cd laser line of 325 nm as the excitation source were measured at room temperature and both samples showed a sharp strong ultraviolet (UV) near-band edge emission. However, different UV peak positions (385 nm for ZnO nanowire powder, 377 nm for ZnO nanowire array) can be observed. The size confinement effect for excitons and carriers is proposed to explain the blue shift of the near-band edge emission with decreasing size and the native defects are responsible for the green emission.     

Characterization and Field‐Emission Properties of Needle‐like Zinc Oxide Nanowires Grown Vertically on Conductive Zinc Oxide Films

Needle‐like ZnO nanowires with high density are grown uniformly and vertically over an entire Ga‐doped conductive ZnO film at 550 °C. The nanowires are grown preferentially in the c‐axis direction. The X‐ray diffraction (XRD) θ‐scan curve shows a full width at half maximum (FWHM) value of 2°. This indicates that the c‐axes of the nanorods are along the normal direction of the substrate surface. The investigation using high‐resolution transmission electron microscopy (HRTEM) confirmed that each nanowire is a single crystal. A room‐temperature photoluminescence (PL) spectrum of the wires consists of a strong and sharp UV emission band at 380 nm and a weak and broad green–yellow band. It reveals a low concentration of oxygen vacancies in the ZnO nanowires and their high optical quality. Field electron emission from the wires was also investigated. The turn‐on field for the ZnO nanowires was found to be about 18 V μm^–1 at a current density of 0.01 μA cm^–2. The emission current density from the ZnO nanowires reached 0.1 mA cm^–2 at a bias field of 24 V μm^–1.