籽晶层热处理温度对ZnO纳米棒阵列性能的影响

以不同热处理温度下制备的ZnO籽晶层为基底,采用水热法生长ZnO纳米棒阵列,对制备得到的ZnO纳米棒阵列的相结构和微观形貌以及发光特性进行了表征,分析了籽晶层热处理温度对ZnO纳米棒阵列性能的影响机理,发现在籽晶层热处理温度为450℃时,生长得到的ZnO纳米棒阵列空间取向最优,发光性能最好。     

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。     

衬底退火温度对ZnO纳米结构形貌和发光特性的影响

利用热蒸发Zn粉的方法,在Au/掺铝氧化锌(AZO) /石英衬底上生长ZnO纳米结构。为了研究不同 温度退火后的衬底对生长的ZnO纳米结构的影响,Au/AZO/石英衬底在生长纳米结构前分别在 300、500和700℃真空下退火。Au/AZO/石英衬底的表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测 。ZnO纳米结构的微结构、形貌和 光学性能分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光 谱仪进行测量。结果表明,在未退火和300 ℃ 退火衬底上生长了大量的ZnO纳米棒,而在500℃退火衬底上沉积了大量ZnO纳米颗粒。单晶结构 的纳米棒的平均直径分别约50nm,其 生长机制为蒸气-液体-固体(VLS)生长机制。荧光光谱显示所有的样品 都存在紫外发光峰和深能级发射带,随着退火温度的升高,生长的纳米结构的紫外发光峰相 对强度增强,而深能级发射强度减弱。     

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.     

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     

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。     

生长时间对氧化锌纳米杆形貌的影响

采用旋涂法在洗净的玻璃衬底上制备了醋酸锌薄膜,并进一步在空气中退火获得了氧化锌(ZnO)薄膜,X射线衍射分析显示退火后获得的ZnO薄膜具有c轴(002)择优取向生长特性.通过水热法以ZnO薄膜为种子层,生长了ZnO纳米杆阵列.研究了在相同的ZnO种子层、前驱液浓度和生长温度条件下,不同生长时间对ZnO纳米杆形貌的影响.扫描电子显微镜照片显示,随着生长时间的增加,ZnO纳米杆阵列的生长具有阶段性规律,并且在经过52h生长后得到了顶端中心被溶解的ZnO纳米管.分析认为该现象和前驱液中Zn2+离子和OH-离子的浓度变化有关,同时也和ZnO的非极性结构有关.     

氧化锌纳米结构的制备及其生长机理

将利用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上沉积的锌膜进行热氧化后,得到一维ZnO纳米棒.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究了ZnO纳米棒的结构及表面形貌.实验结果表明上述ZnO纳米棒具有六角纤锌矿结构.金属Zn从SiO2基质中析出和O2发生反应在薄膜表面形成低维ZnO纳米棒.讨论了退火温度及退火时间对ZnO纳米棒形成的影响,并对其生长机制作了初步的探讨.     

基于改进水热法的Ga2O3纳米棒制备及表征

采用改进的水热法对衬底进行预处理,分别在单晶硅Si(111)和蓝宝石C(0001)衬底上生长一层Ga2O3籽晶层.籽晶层退火处理后放入Ga2(NO3)3溶液高压反应釜内进行水热反应,待反应结束进行二次退火,成功制备出了Ga2 O3纳米棒.研究了不同温度对籽晶层和Ga2 O3纳米棒的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)和X...     

温度起伏对ZnO纳米晶体形貌的影响

用退火法在玻璃衬底上生长ZnO籽晶,然后将衬底置于醋酸锌和六亚甲基四胺溶液中,分别对溶液温度和物质的量浓度进行调控,生长了棒状、片状和菊花状等多种形态的纳米晶体.采用X射线衍射仪分析了纳米晶体的结构及择优生长和排列特征,用扫描电子显微镜观察了纳米晶体的形貌,研究了生长温度的起伏和溶液物质的量浓度的变化对ZnO纳米晶体形态的影响.结果表明,ZnO纳米晶体生长过程中溶液物质的量浓度的变化对纳米晶体形态的影响很小,而温度的起伏对纳米晶体的形态起到了至关重要的作用.     

Formamide driven synthesis of well-aligned ZnO nanorod arrays on glass substrate

A cost effective, low-temperature approach has been developed for the large-area deposition of ZnO nanorod/nanotube arrays on a ZnO coated glass substrate by the natural oxidation of zinc metal in formamide/water mixtures. The two-step seed deposition and wet-chemical approach exhibited well-controlled growth of highly oriented and densely packed ZnO nanorod/nanotube arrays with large-area homogeneity and uniform morphologies. In order to investigate the quality and alignment of ZnO nanorod arrays grown on the ZnO seed layer coated substrate, three different methods of ZnO coating have been deposited by ultrahigh vacuum evaporation system, DC sputtering and RF sputtering, respectively. Our results showed that the ZnO seed layer grown by RF sputtering resulted in high quality ZnO nanorod arrays.     

Bicolor Light-Emitting Diode Based on Zinc Oxide Nanorod Arrays and Poly(2-methoxy,5-octoxy)-1,4-phenylenevinylene

The current study reports a novel inorganic/organic light-emitting diode (LED), consisting of zinc oxide (ZnO) nanorod arrays and poly(2-methoxy, 5-octoxy)-1,4-phenylenevinylene (MOPPV). ZnO nanorod arrays passivated using polyacrylamide (PAM) with 70 nm diameter were successfully prepared by a simple polymer-assisted chemical method. Enhancement of the ZnO defect emission is caused by PAM passivation, as observed in photoluminescence spectra. Infrared absorption spectra reveal that PAM is chemically or physically adsorbed on the surfaces of ZnO nanorod arrays. The electroluminescence (EL) spectrum shows bluish light at 406 nm from ZnO transition emission, and light emission with center at 600 nm from exciton emission in MOPPV. The potential EL mechanism is electron transition to zinc vacancy in PAM/ZnO nanorod arrays, and exciton radiation luminescence in MOPPV film. This novel PAM/ZnO-MOPPV device may be helpful to promote development of multicolor LEDs.     

Composite materials based on nanostructured zinc oxide

Composites formed from ZnO nanorods in combination with CuO or Ag nanoparticles are produced by the deposition of CuO or Ag nanoparticles onto ZnO nanorod arrays grown by the hydrothermal technique. The CuO nanoparticles are synthesized by the vacuum thermal deposition of a Cu layer followed by vacuum annealing at a temperature of 350°C for 1 h. CuO particles covered with a layer of nanoneedles are obtained. The current-voltage characteristics of the ZnO/CuO layers are indicative of the formation of a p-n junction. The ZnO/Ag composites are produced by the electrical deposition of Ag nanoparticles synthesized in an aqueous solution of silver nitrate and sodium citrate. The surface morphology and the optical and electrical properties of the samples are studied.     

Fabrication of oxide heterostructures for promising solar cells of a new generation

The prospects of the fabrication of solar cells based on metal oxides (ZnO formed by the hydrothermal method) with a bulk heterojunction are considered. The results of synthesizing zinc-oxide nanorods on different seed layers are presented. The important role of seed-layer formation is noted. It is shown that the structure of nanorod arrays can be controlled using a surfactant. Faceted nanorods are obtained, which are promising for designing new-generation solar cells.     

ZnO纳米棒阵列提高发光二极管光抽取效率的研究

为了提高大功率LED的光抽取效率,采用溶胶-凝胶法、水热生长法的两步生长工艺在大功率红光发光二极管(LEDs)表面制作ZnO纳米棒阵列结构进行研究.利用ZnO纳米棒形成的光波导,ZnO纳米棒侧面为辅助出光面,提高了LED芯片的光输出效率.测试表明,所生长的ZnO纳米棒分布密度均匀,形貌一致;与未制作ZnO纳米棒前相比较...     

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。     

叉指电极中ZnO纳米棒网络状结构紫外探测器的研制

Using a low temperature hydrothermal synthesis method,ZnO nanorod networks have been directly grown across trenched Au microelectrodes arrays,which were modified with a layer of ZnO seeds.The characteristics of the current-voltage（I-V） and the photoresponse were obtained both in the dark and under ultraviolet illumination.The bridged nanorod network demonstrated a highly sensitive response to UV illumination in atmosphere at room temperature.It can be useful for nanoscale optoelectronic applications,serving as chemical sensors,biological sensors,and switching devices.     

锌衬底上直接生长密度可调的氧化锌纳米棒阵列和场发射特性

在锌衬底上制备了取向生长、形貌各异、不同密度的氧化锌纳米棒阵列.研究发现,氧化锌纳米棒在温度低于70℃、适量的碱性溶液、大气压下能够在锌衬底上大规模制备,并且氧化锌纳米棒的直径,在锌衬底上的密度和形貌完全依赖于氢氧化钠和硝酸锌的浓度.场发射测试表明:氧化锌纳米棒阵列开启电场较低(电流密度达1μA/cm2时场强仅为3.8 V/μm),显示了氧化锌纳米棒阵列在场发射方面的潜在应用.