白光LED用铽铕共掺铝酸锌微晶玻璃的制备、结构与发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Tb3+/Eu3+共掺Zn Al2O4微晶玻璃,研究了热处理温度对材料显微结构的影响以及不同稀土离子掺杂材料的发光性能.X射线粉末衍射测试结果表明,干凝胶样品在900℃温度热处理后可得到透明的含尖晶石结构Zn Al2O4微晶玻璃.发射光谱分析表明,在900℃热处理Tb3+∶Zn Al2O4和Eu3+∶Zn Al2O4微晶玻璃样品中,Tb3+离子与Eu3+离子分别发射绿光和红光.Tb3+/Eu3+∶Zn Al2O4发黄橙光,并且发光颜色随着Eu3+离子浓度的变化可调,该材料在白光LED领域具有潜在的应用前景.     

Mn掺杂ZnO纳米线的制备及其光学性能研究

以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O、KOH和MnCO_3为原料,采用水热法制备出ZnO纳米棒和Mn掺杂ZnO纳米线.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪对样品的形貌、结构和光学性质进行了表征和分析.结果表明,制备的两组样品结构均为标准的六方纤锌矿结构,并沿c轴择优生长且均匀分布.纯的ZnO样品在375 nm附近发光性能较弱,在570 nm附近发光性能良好.而Mn掺杂ZnO样品在可见光区发光强度增强,并使紫外衍射峰峰位发生红移,最后讨论了样品的发光机理.     

Mg掺杂ZnO纳米材料的结构及光学特性研究

采用低温热分解法制备Zn1-xMgxO(x=0,0.03)纳米材料,利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)和拉曼光谱分析研究了Mg的掺杂对样品的结构和光学特性的影响.另外,还利用能量弥散X射线能谱仪(EDX)对样品的元素含量进行了表征.结果表明,Zn0.97Mg0.03O具有和ZnO一样的衍射谱,为六方纤锌矿结构.但是,随着Mg的掺入,样品Zn0.97Mg0.03O的结晶有序性遭到一定程度的破坏,结晶质量下降.XRD和EDX结果证明了Mg成功掺入ZnO晶格中,形成了替位式掺杂.在拉曼光谱中,位于434 cm-1处的E2(H)模式的出现表明样品为六角纤锌矿结构的ZnO.室温光致发光谱出现很强的紫外近带发射峰,没有观察到深能级发射,且随着Mg的掺入,紫外发射峰发生蓝移.     

Mn2+、Ce3+共掺杂Zn2SiO4材料的溶胶-凝胶法制备及光学性能研究

采用溶胶-凝胶、化学掺杂方法制备了Mn2 、Ce3 离子掺杂Zn2SiO4材料;用X射线衍射仪、透射电子显微镜、吸收光谱仪以及荧光光谱仪对其结构、形貌和光致发光性能进行测试分析;结果表明,900℃热处理基本形成Zn2SiO4晶体,一次颗粒尺寸大约为200 nm左右;在空气中1 100℃和H2气氛中900℃热处理后,样品中存在2个发光峰:Mn2 产生的522 nm强绿光发射,Ce3 离子产生的398 nm弱紫光发射。     

可控多足ZnO纳米结构阵列的制备、表征及发光研究

以Zn片和H2O为前驱反应物,采用水热法在Zn片上直接腐蚀制得多足状ZnO纳米结构阵列.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品结构和形貌进行表征.PL谱测试研究表明多足ZnO纳米结构阵列具有两个发射峰位,分别为379、563 nm,其中紫外发射峰位379 nm占主导地位.     

Ag掺杂ZnO纳米晶的发光特性

以Zn(NO3)3.6 H2O,AgNO3为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和ZnO∶Ag纳米晶,利用XRD,SEM,TEM和PL谱对样品的结构和性能进行了研究.结果表明∶掺杂前后产物粒子形状均为球形,结晶良好,属六方晶系结构且无杂相;Ag占据部分Zn格位或填隙位进入ZnO晶格,掺入量约为1%(摩尔分数);纯ZnO平均粒径约为40 nm,掺杂样品的平均粒径约为45 nm,Ag掺杂轻微地影响ZnO晶粒生长.PL谱显示Ag掺杂能够调整ZnO纳米晶的能带结构?提高表面态含量,进而使得ZnO:Ag纳米晶的可见发光能力显著增强.     

ZnO∶Ga和ZnO∶Co纳米结构双光子荧光特性

利用化学气相沉淀法(CVD),以Au为催化剂,在硅片衬底上制备出了纯ZnO与Ga掺杂ZnO和Co掺杂ZnO的纳米结构产物.对产物进行了物相分析与微观表征,并研究了双光子荧光特性.结果表明:样品均体现了较好的双光子光致发光性能;与纯ZnO纳米棒相比,Ga掺杂ZnO纳米棒在385nm波长处具有很强的紫外发射峰,在520nm波长处具有较强的绿光发射峰;Co掺杂ZnO纳米片在540nm波长处具有很强的绿光发射峰,在385nm波长处具有非常弱的紫外发射峰,且可见光发射强度增高.     

Mg掺杂对ZnO纳米棒阵列的形貌及光学性能的影响

采用水热法在AZO(Al掺杂ZnO)衬底上制备ZnO纳米棒阵列.探讨了Mg掺杂物质的量浓度对ZnO纳米棒形貌及光学性能的影响,采用XRD、SEM、PL分别对样品的结构、形貌、光致发光性能进行了表征.结果表明:Mg的掺入使ZnO纳米棒的直径减小,端面由六棱柱状结构转变为尖锥状结构,在Mg与Zn的原子比为6∶100时,纳米棒顶端已全部转变为锥状结构,纳米棒长度达到最大值2.32μm,且(002)晶面的衍射峰强度及紫外发射峰强度都达到最大值.     

Co掺杂ZnO薄膜的结构及光磁性能研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.01,0.03,0.05,0.08,0.12)薄膜.利用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了ZnO:Co薄膜的表面形貌和微结构.结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,尤其是当掺杂浓度为12%时,薄膜c轴择优取向最为显著.振动样品磁强计(VSM)测量表明Zn1-xCoxO薄膜具有室温铁磁性.室温光致发光测量发现,所有样品的PL谱中都出现了较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,分析认为这主要是由于Co元素的掺入改变了薄膜的禁带宽度、锌填隙缺陷和氧位错缺陷浓度,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.基于上面的测量结果,探讨了不同波段光发射的机理与掺杂状态之间的关系.     

La2O3∶Tb3+纳米晶的燃烧法制备及其光致发光性质

采用柠檬酸燃烧法制备稀土Tb3+掺杂的La2O3纳米晶,并用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计对La2O3∶Tb3+纳米晶的结构、形貌和发光性能进行分析.结果表明,不同柠檬酸与稀土离子配比(C/M)制备的样品经800℃退火后均得到结晶性良好的六方相La2O3∶Tb3+纳米晶,晶粒尺寸约为20nm.纳米晶的三维荧光光谱图显示,Tb3+在基质中的最佳激发波长为280nm,在280nm光的激发下,La2O3∶Tb3+纳米晶产生Tb3+的特征发射峰,归属于5D4-7FJ(J=6,5,4)跃迁,主发射峰位置均在543nm处(5D4-7F5跃迁).同时研究了柠檬酸与稀土离子配比(C/M)对结晶度、发光性质等的影响.     

Rapid growth of ZnO hexagonal tubes by direct microwave heating

Zinc oxide hexagonal tubular crystals were synthesized by direct microwave heating from ZnO powders within 5 min without any metal catalysts or transport agents. ZnO source materials were evaporated from the high-temperature zone in an enclosure, and crystals were grown on the self-source substrate in an appropriate condition. The ZnO vapor formed in the high-temperature zone can deposit and grow on the powders located in the low-temperature zone to form crystals. The scanning electron microscopy (SEM) reveals that these products are hexagonal tube crystals with 80 μm in diameter and 250 μm in length, having a well faceted end and side surface. A possible growth mechanism and the influence of reaction temperature on the formation of crystalline ZnO hexagonal tubes were presented. The photoluminescence (PL) exhibits strong ultraviolet emission at room temperature, indicating the potential applications in short-wave light-emitting photonic devices.     

纳米Zn1-xCuxO薄膜的结构及光学性质

采用射频磁控溅射制备了不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜．以X射线衍射、扫描电镜等对薄膜的结构和形貌进行了表征,XRD和SEM测试结果显示Cu掺杂量为5．0at．％时,Zno9,Cu0.05O薄膜呈纳米柱状结构．同时也对薄膜的光致发光（PL）进行了研究．结果表明,406nm的发光峰源于带边自由激子电子的复合,440nm的发光峰则和薄膜中的锌间隙Zni缺陷有关．     

六棱柱状Au-ZnO的一步合成及其光催化性能

采用一步法制备结构均一的六棱柱状Au-ZnO复合纳米材料,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对其结构和形貌进行表征.结果表明,改变HAuCl4的用量能够很好地调控所合成的纳米复合物的形貌.在此基础上,研究了Au-ZnO纳米颗粒的光催化性能,当Au含量为2.65%时,所合成纳米复合物对罗丹明B染料的光降解能力最佳,降解率达到99.6%.     

低温水热制备ZnO纳米棒及其生长机理

以Zn(NO3)2·6H2O为前驱体,在碱性环境中,低温水热方法直接制备了ZnO纳米棒.应用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征;通过光催化降解亚甲基蓝来评价ZnO的光催化活性;对60℃,1～24 h范围内不同水热样品,进行了形貌观察,分析了ZnO的形核过程.结果表明:ZnO为六边棱柱状纳米棒,晶型为纤锌矿结构;ZnO纳米棒的表观生长速率约为0.7μm/h,表观形核时间约为3 min;碱性条件是影响形核的重要因素;光催化活性随水热时间的增加而增强.     

射频磁控溅镀掺杂铜对钛酸锌薄膜中相变化及微结构的影响

探讨了ZnTiO3薄膜掺杂Cu元素对于薄膜性质、相变化与微结构之影响.实验是在一定温度下以射频磁控溅镀系统将铜沉积于ZnTiO3陶瓷靶上,控制沉积于ZnTiO3陶瓷靶上铜含量之后,再沉积掺杂铜的钛酸锌薄膜于SiO2/Si基板上.成长出来的薄膜经由ESCA分析得知铜的质量分数分别为0.84%、2.33%和2.84%.从XRD分析常温下掺杂Cu的ZnTiO3薄膜为非晶质态,经过600℃退火后,ZnTiO3薄膜则由非晶质态转变成Zn2Ti3O8结晶相,而未掺杂铜的ZnTiO3薄膜在600℃退火时并没有结晶相产生.ZnTiO3薄膜经过900℃退火后,Zn2Ti3O8相分解成Zn2TiO4相和TiO2相,且ZnTiO3晶格常数因为Cu离子置换至Zn离子的位置有变小的趋势.由TEM分析证实Cu离子与Zn离子的置换,导致晶格应变产生双晶缺陷.经由XRD、SEM和TEM分析得知掺杂太多的铜会抑制TiO2相的生成,而随着过多的Cu析出,晶体平均晶粒慢慢变小晶格应变也随之降低,以致晶格常数回复往原来晶格常数方向趋近.     

Synthesis, Characterization and Photoluminescence of Well-Ordered ZnO Micropillars Grown on ZnO Buffer Layers

Using ZnO buffer layers prepared by simply thermal oxidation of ion beam sputtered Zn films, highly oriented and uniformly aligned single-crystalline ZnO micropillars arrays have been synthesized by thermal evaporation of Zn powder with flee catalysts at low temperature of 430℃ The ZnO micropillars show sharp hexagonal umbrella-like tips with thin ZnO nanowire grown on the tips. The umbrella-like tips grow in a layer-by-layer mode along the direction of [001]. The growth mechanism has been discussed. The formation of the micropillars basically depends on the gradually decreasing Zn vapor pressure and subsequently cooling process. The photoluminescence （PL） spectrum indicates a moderately good crystal quality of the ZnO micropillars. Our results may reinforce the understanding of the formation mechanism of different ZnO nano/microstructures. This kind of complex microstructures may find potential applications in multifunctional microdevices, optoelectronic and field emission devices.     

ZnO纳米杆的生长和发光特性研究

用简单的真空热蒸发纯Zn粉工艺,在顺逆气流不同的情况下,直接在硅片上生长出比较定向的单晶ZnO纳米杆阵列.用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)、高分辨透射电镜(HRTEM)和室温光致发光谱(PL),研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.结果表明:ZnO纳米杆为具有六方纤锌矿的单晶结构,纳米杆沿着[0001]的方向生长,顺气流时顶部为完整六边形,逆气流时顶部为六棱锥.这种顶部形貌的不同,是由于顺逆气流对应不同的锌蒸汽压而引起的.光致发光谱表明制备的ZnO纳米杆具有较好的绿光光学性能.     

S引入ZnO的水热生长及其微观发光特性研究

利用单步水热法制备了纯ZnO和S引入的双棒状ZnO（S-ZnO）孪晶结构,并系统研究了掺杂对ZnO结构、形貌及荧光发光特性的影响。X射线衍射的实验结果表明,在引入S的ZnO样品中没有出现可以检测的新物相,S在样品中主要以杂质的形式存在。荧光光谱数据表明,在低温下纯ZnO样品无可见光发光,但S-ZnO样品出现了较强的绿光发光峰;室温下两个样品均出现了可见光发光：ZnO样品的发光峰位于橙光区（570 nm附近）,而S-ZnO位于绿光区（500 nm附近）。微区阴极荧光谱的数据表明,ZnO样品的橙光发光非常弱,几乎不可探测;S-ZnO样品的绿光发光则很强,要远远超过带边发光。本研究结果为进一步理解S在ZnO中引入的缺陷及其发光机理起到重要的作用,对增强ZnO的可见光发光特性进行了有益的探索。     

图形化ZnO纳米杆的生长与表征

为了得到具有较好紫外发射特性的ZnO纳米杆阵列,以氢气腐蚀过的GaN薄膜为衬底,在较低的温度(105°C)下采用水浴法制备图形化ZnO纳米杆阵列。对制备的样品进行结构和形貌表征,并通过对比实验研究氢气腐蚀处理的影响。结果表明,氢气腐蚀过的GaN薄膜衬底,有利于形成致密、均匀、定向排列的ZnO六边形图案,符合螺旋位错驱使的生长机制。