催化剂辅助化学气相沉积法制备准单晶ZnO纳米线

利用Au催化辅助化学气相沉积生长技术,在n-Si(111)衬底上制备了准单晶的ZnO纳米线.X射线衍射分析的结果表明, ZnO纳米线具有明显的沿(0001)方向定向生长的特征.扫描电子显微镜分析表明,ZnO纳米线的典型直径约为100 nm,长度为2～5 μm.讨论了Au催化辅助化学气相沉积生长技术制备ZnO纳米线的原理.     

ZnO纳米线的快速生长机理及其场发射性能研究

为了快速制备具有优良场发射性能的ZnO纳米线,对ZnO纳米线的生长机理及场发射性能进行研究。首先采用优化的两步法制备出高长径比的ZnO纳米线,其次采用SEM对ZnO的微观形貌进行表征,然后,在分析形貌特点的基础上,说明了强碱体系下ZnO纳米线薄膜的快速生长机理。最后,对典型样品的场发射性能进行了测试。测试果表明,优化后的两步法,只需3h即可获得直径为40~50nm,长度为2.2~2.7μm,长径比高达54的纳米线。薄膜的开启电场为3.6V/μm,阈值场强为9.1V/um,场增强因子β高达3 391。研究表明,高pH值溶液可以加快ZnO纳米线沿C轴方向的择优生长,获得高长径比的ZnO纳米线,进而获得优良的场发射性能。     

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。     

ZnO纳米线的制备及其气敏特性北大核心

采用水热法制备了ZnO纳米线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其物相及微观形貌进行了表征和分析。测试结果表明,ZnO纳米线的平均直径和长度分别约为250 nm和10μm。同时,研究了ZnO纳米线气体传感器对挥发性有机化合物(VOC)的气敏特性。实验结果表明,ZnO纳米线的气体传感器在最佳工作温度200℃下,对浓度5×10-7乙醇和丙酮气体的灵敏度分别可达4.58和2.63,相应的响应时间分别为9和6 s,恢复时间均为3 s。其最低检测极限为5×10-8,表明该传感器对不同环境中乙醇和丙酮气体的检测具有潜在应用前景。最后,对ZnO纳米线气体传感器的气敏机理进行了讨论。     

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.     

纳米氧化锌传感器的研究进展

ZnO是一种带隙宽度约为3.0 eV的Ⅱ-Ⅵ族n型半导体材料,其具有优异的光学性能、压电性能和电化学性能,广泛应用于传感器、太阳电池和催化净化等领域。介绍了目前纳米ZnO的主要制备方法,包括水热法、电化学沉积法和磁控溅射法,分析对比了每种制备方法的优缺点。着重介绍了纳米ZnO材料在气体、生物以及光电传感器领域的研究进展,概括了制约纳米ZnO传感器件发展的影响因素。高性能纳米ZnO材料不仅在传感领域将会有良好的应用前景,而且能促进光电、医疗以及工业生产等行业的快速发展。最后,对纳米ZnO传感器目前所面临的挑战和未来的发展趋势进行了展望和总结。     

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.     

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     

图形化氧化锌纳米线的合成和场发射性能研究

通过简单的热蒸发在ITO电极上合成图形化氧化锌纳米线,利用SEM,XRD,EDX和PL光谱分析氧化锌纳米线的表面形貌、微观结构和光学特性,并测试其场发射性能。SEM表明,ZnO纳米线的直径约为100-200nm,长度大于5um,且均匀长在ITO电极表面。场发射测试表明,图形化ZnO纳米线的开启电场和阈值电场分别为1.6 V/m和4.92 V/m,在电场强度为5.38 V/m时发射电流高达 2.26 mA/cm2,经4.5h场发射测试后发射电流的浮动低于5%。低的开启电场、高的发射电流和好的稳定性表明图形化氧化锌纳米线是一种应用前景广阔的场发射材料。     

ZnO纳米线光学特性测试的倏逝波耦合

使用纳米氧化硅光纤探针,利用倏逝波耦合方法,将紫外到红外的激光成功地耦合进单根ZnO纳米线,耦合效率可达25%.实验观测了单根纳米线的荧光特性,发现ZnO纳米线光传输损耗很低.研究证明:采用透镜聚焦激发纳米线发光的传统耦合方法,只能使用特殊激发波长的光;而倏逝波耦合方法具有高效、适用性强的特点,在半导体纳米线和纳米带的光学特性研究中有广泛的应用前景.