退火气氛对ZnO纳米颗粒的结构及发光特性的影响

在500℃且不同退火气氛(氮气、氧气)条件下,我们通过化学沉淀法成功制备了ZnO纳米颗粒.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光(PL)和拉曼光谱(Raman)研究退火气氛对ZnO纳米颗粒结构和发光特性的影响.实验结果表明,制得样品为具有六角纤锌矿结构的ZnO.从Raman和PL光谱可以观测到,退火气氛对ZnO纳米颗粒的结晶和发光特性都有很大的影响,氮气气氛下退火得到样品发光特性较好,缺陷较少,文中对其影响机制进行了讨论.     

纳米ZnO的制备及Raman光谱分析

研究利用Raman光谱详细表征了液相法制备的纳米ZnO粉末的晶格振动情况,研究了退火温度等实验制备参数对纳米ZnO的结晶情况的影响.分析表明,退火温度对制备纳米ZnO粉末非常重要,当退火温度为550℃时可以制备高纯度、结晶情况良好的纳米ZnO粉末.     

退火温度对未掺杂ZnO薄膜的结构、电学和光学性质的影响

本工作利用磁控溅射技术在石英衬底上生长出沿c轴择优取向的未掺杂ZnO薄膜,利用X射线衍射,光致发光,X射线光电子谱和Hall效应测量技术,研究了退火温度对结构、电学和光学性质的影响.发现真空退火可以提高ZnO的晶体和光学质量.生长的ZnO薄膜呈绝缘性质,经真空退火后变成导体,且导电类型和电性随退火温度而改变,并经590℃退火后获得p型ZnO.本文对退火影响ZnO结构、电学和光学性能的物理机制进行了讨论.     

溶胶-凝胶法制备ZnO纳米结构

我们采用溶胶.凝胶法合成了不同形貌的ZnO纳米结构,详细研究了退火温度对ZnO结构和形貌的影响.SEM结果表明在900℃可以合成ZnO纳米棒,退火温度对形貌有影响.ZnO纳米棒的直径为200mm左右,长度可以达到几微米.     

退火气氛对铽掺杂氧化锌纳米薄膜发光性能的影响

以Zn(Ac)_2 2H_2O和Tb_4O_7为原料,采用溶胶-凝胶、浸渍-提拉技术在单晶硅(100)衬底上制备了铽掺杂的氧化锌(ZnO∶Tb)薄膜。分别在氮气和氢气气氛下对薄膜进行退火处理,并进行了XRD、IR、EDS和AFM表征,同时结合荧光光谱测试详细研究了退火气氛对薄膜发光性质的影响。结果表明,经氮气和氢气气氛处理的薄膜中,ZnO∶Tb粒子均具有六方纤锌矿结构,且排列致密均匀,相应的ZnO∶Tb粒径分别为59和45 nm。经氮气气氛处理的ZnO薄膜,掺杂前后的发光情况变化显著,由485 nm的蓝光发射移到382 nm的紫外发射。用氢气进行退火处理时,掺杂前后薄膜的荧光光谱都由强的紫外发射和弱的蓝光发射组成,但掺杂后薄膜的紫外光发射减弱,蓝光发射增强。薄膜层数为3、Tb掺杂量为3.85 mol%时,ZnO∶Tb薄膜的荧光发射效果最佳。     

退火温度对ZnO纳米棒结构和光学性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备了氧化锌(ZnO)纳米棒,通过测试样品的X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)图像和光致发光谱(PL)研究了退火温度对ZnO纳米棒结构、形貌和光学性能的影响.结果表明:在900 ℃时会形成均匀的ZnO纳米棒.不同温度烧结得到的样品其光致发光峰不同但都有紫带和又宽又强的可见光带.当升高烧结温度时,由自由激子复合引起的紫外峰发生红移,这是由于晶粒尺寸的增加和应力的减少导致的.另外一个可见光发射峰是由过量的氧和结构缺陷引起的.最后根据实验结果研究了ZnO纳米棒的生长机制.     

NbSe2纳米颗粒的制备与表征

采用固相反应法以Nb粉和Se粉为原料,经高能球磨压片后,在Ar气氛中反应合成NbSe2纳米颗粒.利用XRD、SEM、TEM/HRTEM对生成的样品进行表征.研究结果表明:当退火温度达到700 ℃时,样品为菱形NbSe2的六方晶相.     

退火时间对纳米CoFe2O4/SiO2复合薄膜结构和磁性的影响

利用溶胶-凝胶旋涂法制备了纳米CoFe2O4/SiO2复合薄膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行了研究.结果表明,随着退火时间的延长,样品中CoFe2O4的晶粒尺寸和晶格常数变大.随着晶粒尺寸的增加,样品的矫顽力变大,当退火温度为3 h时,样品垂直和平行膜面的矫顽力分别为246 kA·m-1和198 kA·m-1,样品具有较明显的垂直磁各向异性.     

溶胶-凝胶法制备具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Co掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.使用振动样品磁场计(VSM)测试样品磁性能.研究发现:退火温度较低时样品为锐钛矿结构,在823 K时出现少量金红石相,当退火温度为873 K时,样品基本转变成金红石结构,同时析出少量CoTiO3.退火温度同时对样品的磁性有较大影响.随着退火温度的升高,样品室温下的M-H曲线由顺磁形式向铁磁形式转变.退火温度为873 K时,我们得到了具有室温铁磁性的Ti0.975Co0.025O2纳米颗粒.     

电子束蒸发法制备的Eu掺杂ZnO薄膜的结构及其发光性质

采用电子束蒸发法在蓝宝石衬底上制备了ZnO∶Eu3+薄膜.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和光致发光(PL)光谱仪测试了不同退火温度下薄膜结构、形貌以及光致发光谱,分析了薄膜光致发光中的能量传递原理.结果表明:ZnO∶Eu粒子为六角纤锌矿结构,且600℃退火后结晶更好;光致发光谱中Eu3+的特征发光中心波长分别位于617 nm和667 nm,且600℃退火温度下的Eu3+特征发光最强.适当的退火温度可有效形成Eu离子的发光中心.     

Zn1-xSrxS:Cu薄膜电致发光特性的研究

首先我们制备了结构为：ITO／SiO2／ZnS:Cu／SiO2／Al的薄膜电致发光器件,其电致发光为绿色的宽带发射．然后将发光材料换成Zn1-xSrxS：Cu,制备同样结构的薄膜电致发光器件．结果发现电致发光光谱由原来的550nm单个峰的宽带发射变成了双峰发射．峰值位置分别为430nm和530nm左右,而且随Sr浓度的变化而不同．该体系Cu离子的蓝光发射主要是由于Sr的掺入使ZnS基质的禁带变宽以及蓝色发光中心能级上的电子不易被离化到导带所致．     

ZnO薄膜发光特性的实验研究

室温下测量了以石英为衬底的ZnO薄膜的吸收光谱及发光光谱,从谱图可以看出,样品具有较好的结晶状态.另外,样品在紫外有较强的吸收,而其光致发光也是较强的紫外发射,这表明带间跃迁占了主导地位.     

ZnO压电薄膜的多晶模型研究

本文考虑了ZnO压电薄膜的晶格畸变和多晶结构,建立了ZnO压电薄膜的多晶膜模型,计算了ZnO/K9 glass和ZnO/fused quartz的SAW速度和有效机电耦合系数,测量了ZnO/K9 glass的SAW速度v₀和v₁,结果表明:多晶模型的计算值与实验值较接近,比单晶模型的结果有明显改善.计算结果还表明:分散度σ<6°时它对ZnO膜的SAW性能影响较小,而晶格畸变对SAW性能影响较大.     

TiO2薄膜制备及光诱导超亲水性能研究

以玻璃为基底,采用溶胶一凝胶法,利用旋涂技术在玻璃表面制备了膜厚小于100nm,粒径在10-30nm之间的纳米TiO2薄膜;利用XRD,AFM系统研究了煅烧温度及膜厚对薄膜亲水性的影响．结果表明,煅烧温度可以控制TiO2薄膜晶相类型,从而强烈影响薄膜的亲水性,煅烧温度为550℃时TiO2薄膜亲水性能达到最佳,经紫外光照2h后接触角为6°;研究还发现TiO2薄膜的亲水性随膜厚增大而提高,当膜厚超过85nm后趋于稳定．     

单一相Ca_2Si膜选择性生长(英文)

磁控溅射系统在恒定溅射功率、Ar气压和Ar气流流量下,直接在Si(100)衬底上沉积两组不同沉积结构的Ca膜。随后,600℃分别真空退火5、6、8、10和12 h。使用XRD、EDAX和FT-IR对结果膜的结构和表面进行了测试。沉积膜的原子与衬底之间利用固相间相互扩散反应从多相共生的Ca -Si系统选择性的生长出单一相的Ca2Si膜。并且确定了沉积膜的结构、退火温度和退火时间是单一相硅化物选择性生长的关键因素。     

热氧化硫化锌薄膜制备高质量纳米ZnO薄膜的表征

本文报道了利用低压-金属有机化学气相沉积（LP-MOCVD）技术生长ZnS薄膜，然后，将ZnS薄膜在氧气中于不同温度下进行热氧化制备高质量的纳米ZnO薄膜。采用有效的手段对榈的质量表征：X-射线衍射（XRD）结果表明，纳米ZnO薄膜具有六角纤锌矿多晶结构。喇曼光谱观测到典型的多声子共振过程。在光致发光（PL）光谱中，自由激子（FE）和束缚激了（BE）发射都很明显。低温下，束缚激子（BE）复合发射占主要地位，而自由激子（FE）复合发射也容易观察到。这些结果都说明我们制备的样品是高质量的。     

基片温度对ZnO薄膜结构和发光性能的影响

采用对靶直流反应磁控溅射方法,在不同温度的Si（100）基片上制备了一系列的ZnO薄膜．利用X射线衍射仪和荧光分光分度计对ZnO薄膜的结构和发光性能进行了研究．结果表明：所有的ZnO薄膜都具有六角纤锌矿结构,且都表现出了（002）织构．随基片温度增加,ZnO薄膜结晶质量提高,其颗粒尺寸单调增加,并且薄膜应力状态发生改变,由压应力转变为拉应力．同时光致发光谱实验结果表明：室温沉积的ZnO薄膜出现了365nm和389nm的紫外双峰,并且出现了弱的蓝光发射带．随着基片温度升高到350℃,365nm附近的紫外峰红移到373nm,并且强度增强,而389nm处的紫外峰强度明显减弱．当基片温度增加到500℃时,373nm的发光峰强度减弱并蓝移到366nm处,蓝光带强度减弱并红移到430nm-475nm处,并且出现了396nm的近紫峰．     

一种提高SOS膜结晶质量的新途径

这是一种提高SOS膜结晶质量的新方法.这种方法包括三步:1)在蓝宝石衬底上先用电子束蒸发薄无定形硅保护层.2)然后在氢气中进行退火处理.3)再用通常CVD方法在带薄硅层上外延生长所需厚度(0.6~0.8μm)的SOS膜.对所得SOS膜进行电子衍射、Nomarski相衬干涉显微镜表面观察、载流子浓度测量和光吸收研究表明:SOS膜质量完好,光吸收因子F_A ≤ 140×10⁶cm^-2,抑制了自掺杂,载流子浓度不超过1×10¹³cm^-3.     

退火对Cu46Zr47Al7块体非晶合金的力学性能 与电子功函数的影响

测定了大块非晶合金Cu46Zr47Al7晶化前后的力学性能,使用先进的扫描开尔文探针技术对其表面功函数做了研究.结果表明晶体相的析出使非晶合金的力学性能和功函数都降低.对于退火后的非晶合金,随着退火温度的升高,晶体相与非晶基体之间的界面减少,晶界处的缺陷减少,从而导致电子逃离物体表面需要更多的能量,其功函数不断增大.随着退火温度升高,Cu46Zr47Al7非晶合金的压缩变形和断裂行为表现为从延展性到脆性的变化.     

Fe78Co2Zr7Nb2B11软磁合金薄带中的巨磁阻抗效应

利用单辊快淬法制备Fe78Co2Zr7Nb2B11软磁合金薄带,并在不同温度下对其进行退火.研究不同退火温度（Ta）对Fe78Co2Zr7Nb2B11软磁合金薄带巨磁阻抗（GMI）效应的影响以及最佳退火温度下,GMI效应随外加纵向磁场的变化.结果显示：GMI最大值（GMImax）随退火温度的升高先上升达到最大值,然后下降.在670℃退火后,薄带获得最高的巨磁阻抗效应,可达209%.在最佳退火温度670℃下,材料工作的最佳频率是2.97 MHz.GMI效应随外加纵向磁场在低频下不断减小,高频下GMI效应先达到一个峰值然后减小.