氧对纳米ZnO薄膜晶体结构和光致发光的影响

ZnO是一种直接带半导体材料，在光电领域中和GaN一样受到关注．ZnO不仅有与GaN相似的晶体结构，而且它的激子结合能高达60meV，是GaN的2．4倍．采用射频(RF)磁控溅射法在n-Si(001)衬底上生长ZnO薄膜，XRD谱测量显示出氧压对ZnO薄膜的晶体结构有显著影响，用波长为325nm的激光激发，观察到在445nm处有一强的光致发光峰，它来自于氧空位浅施主能级上的电子跃迁到价带，分析了发光峰与氧压的关系以及退火对它的影响。     

Mn掺杂GaN纳米条的制备和性质的研究

通过在1000℃下氨化锰掺杂Ga2O3薄膜制备了大量GaMnN纳米条。采用此法得到的剑状Mn掺杂GaN纳米条是六方纤锌矿结构,Mn的原子百分比是5.43%,纳米条的厚度大约为100 nm,宽度为200~400nm。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线光电子能谱(XPS)和荧光分光光度计(PL)用于表征所制备纳米条形貌及光学性质。室温下以325 nm波长的光激发样品表面,发现由于Mn的掺杂使GaN的发光峰有较大的红移。最后,简单讨论了GaN纳米条的生长机制。     

Gal-xZnxNO光催化剂粉体的制备及其表征

在氮化镓中添加其他元素，有可能使其宽禁带变窄，从而提高其作为光催化剂的光利用效率．在1123K的氮化温度下，用氧化镓（Ga2O3）和氧化锌（ZnO）粉末与流动的NH3反应900min制备出黄色的氮化镓与氧化锌的固溶体Gal-xZnxNO探讨了制备工艺对所得粉体的影响，通过x射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）以及紫外可见吸收光谱（UV—Vis）研究Gal-xZnxNO的晶体结构和光学性能．所得Gal-xZnxNO的粉末呈六角纤锌矿结构，紫外可见吸收光谱表明该物质的吸收峰位于可见光范围内．     

管状铜掺杂ZnO双晶结构材料的形貌控制合成及荧光性质研究

采用直接沉淀法合成了具有六棱柱形貌的Cu2+掺杂ZnO双晶结构材料,研究了Cu2+的存在对ZnO双晶的形成及形貌的影响,发现溶液中存在的Cu2+物质的量浓度越高,获得的Zn(Cu)O材料粒径越大,形貌从细长棒形逐步变为短粗六方柱体,长径比也从10∶1变到1.2∶1.采用简单的碱腐蚀法获得了管状结构的Cu2+掺杂Zn(Cu)O材料,并探讨了管状结构的形成机理.Cu掺杂使得Zn(Cu)O样品的绿光发射由550 nm蓝移至520 nm附近,且强度大幅增加.形成管状结构使绿光发射进一步增强,该发射由Cu2+掺杂引起的样品内部的Cu2+与Cu+之间的相互转变引起.     

ZnO/Zn/CNT三维多孔复合结构的制备及对甲基橙的无光催化降解

以碳纳米管(CNTs)、纳米ZnO/Zn复合粉体和造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为原料,通过超声分散、真空抽滤、焙烧的方法制备ZnO/Zn/CNT三维多孔复合结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪对样品的微观结构及成分进行表征.结果显示,样品内部存在大量的连通孔,ZnO/Zn复合粉体均匀分散于CNTs所构筑多孔结构的孔隙中.在多孔复合结构的制备过程中,ZnO晶体结构未发生变化也无杂质生成.多孔复合结构对模拟污染物甲基橙的暗室催化降解结果证明,由于独特的孔结构存在和ZnO与CNTs的协同作用,使得样品在80min时对甲基橙的降解率达99.9%.     

GaN/ZnO固溶体电子结构与光学性质的第一性原理研究

GaN/ZnO固溶体具有良好的光催化活性。为研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,构建了一系列GaN/ZnO固溶体的随机原子结构模型。基于密度泛函理论计算不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体模型电子结构和光学性质的影响。研究结果表明： ZnO/GaN固溶体形成能与结合能均为负值,结构稳定。随着ZnO物质的量的增加,固溶体的带隙先呈现下降趋势,最后呈现小幅上升趋势。对于ZnO物质的量分数在13.89%至22.22%的GaN/ZnO固溶体,可以观察到光吸收峰强度在可见光区各个波长范围内均有较强吸收。通过研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,为GaN/ZnO固溶体光催化材料的设计与制备提供了理论参考。     

牺牲模板法硒化铜纳米管的制备与表征

文章通过牺牲模板法,在80℃的乙二醇中通过一种简易的实验方案实现了内径为50~120 nm、管壁厚为60~100 nm的均匀CuSe纳米管的大量合成。该方案是在溶剂中利用铜纳米线作为牺牲模板与合适的硒源进行反应,适当的硒源、铜纳米线和溶剂在CuSe纳米管的形成中起决定性作用。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV吸收光谱和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了表征。     

Raman scattering and photoluminescence of Fe-doped ZnO nanocantilever arrays

Single crystalline Fe-doped ZnO nanocantilever arrays have been synthesized by thermal evaporating amorphous Zn-Fe-C-O composite powder. The characterizations of composition, structure and phonon spectrum properties of the nanocantilevers have been performed. Arrays of uniform, perfectly aligned and single-crystal nanowires have been observed by electron microscopy. The results of the X-ray photo-electric spectra and the Raman spectrum provide the evidence that Fe is incorporated into the ZnO lattice at Zn site. Abnormally, the room temperature UV emission band of Fe-doped ZnO nanocantilevers disappears and the green one has a large red-shift, and the intensity of the green emission is strongly quenched because the Fe^3＋ enters the ZnO crystal lattice.     

CoFe2O4纳米管的合成与表征

利用阳极氧化铝模板,用化学方法合成了CoFe2O4纳米管.X射线衍射结果表明,纳米管由无择优取向的、立方尖晶石结构的多晶CoFe2O4构成.电子显微镜显示,纳米管管径约300 nm,管壁厚度约100 nm,由约30 nm的CoFe2O4颗粒组成.进一步的磁性测量表明,纳米管阵列无明显的各向异性,其矫顽力约1 kOe,磁滞回线的方形度约0.37.     

热氧化法合成ZnO纳米带及其光电特性研究

 应用低于锌熔点的低温金属固态热氧化的方法,并结合金催化作用,成功地在金属锌基底上自发生长出了氧化锌纳米带阵列。应用X射线衍射,扫描电子显微镜,高分辩电子透射显微镜等技术对产物进行了观察研究。研究结果表明,金对纳米带形成具有明显的促进作用。合成的氧化锌纳米带的长度范围为6~14 μm,厚度约为40 nm,宽度范围为100~150 nm,其顶部没有发现明显的金颗粒。XRD结果表明纳米带晶体结构为六方结构的ZnO,合成的纳米带的相结构很接近于无催化剂合成的ZnO纳米线。高分辨透射电镜观察显示部分纳米带结晶良好。通过对生长的氧化锌纳米带进行的光致发光（PL）测试,表明在PL光谱中可以看到紫外区,绿光波段有两个主要的峰。     

MOCVD GaN/InN/GaN量子阱的应变表征

采用MOCVD外延生长11周期InN/GaN量子阱结构样品,原子力显微镜表面形貌结果显示实现了台阶流动生长模式.通过高分辨率X射线衍射与掠入射X射线反射谱技术获得了阱层与垒层的实际厚度.从(102)非对称衍射面与(002)对称衍射面的倒异空间图,确认了InN阱层处于与GaN共格生长的完全应变状态,获得了GaN缓冲层的晶体质量信息及其c轴与a轴晶格常数,确认外延层因受衬底热失配的影响处于压应变状态.     

Synthesis of carbon nanotube array using corona discharge plasma-enhanced chemical vapor deposition

Carbon nanotube array plays an important role in the area of nanomaterials due to its potential applications, e.g. as field emitter in flat panel display[1,2] and as template for synthesizing arrays of other important nanomaterials[3]. Anodic aluminum oxide (AAO) template possesses an ordered porous structure that is formed through self-or- ganization during anodization[4,5], and is widely used to synthesize one-dimensional nanomaterial arrays[6]. Carbon nanotubes are usually assembled into t…     

Synthesis of carbon nanotube array using corona discharge plasma-enhanced chemical vapor deposition

A corona discharge phasma-enhanced chemical vapor deposition with the features of atmospheric pressure and low temperature has been developed to synthesize the carbon nanotube array ,The array was synthesized from methane and hydrogen mixture in anodic aluminum oxide template channels in that cobalt was electrodeposited at the bottom.The characterization results by the scanning electron microscopy,transmission electron microscopy,energy dispersive X-ray spectroscopy and Raman spectroscopy indicate that the array consists of carbon nanotubes with the diameter of about 40 nm and the length of more than 4 μm, and the carbon anotubes are mainly restrained within the channels of templates.     

负载型ZnO纳米晶的合成、表征及光催化特性

先通过射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上得到ZnO种子层,再采用水热合成的方法制备出负载型ZnO纳米晶,并通过X射线衍射(XRD)、室温光致发光谱(PL)及冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)对ZnO纳米晶的物相结构、结晶质量及晶粒形貌进行表征.以亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)为模型污染物,在紫外光的照射下考察了负载型ZnO纳米晶的光催化特性.实验结果表明负载型ZnO纳米晶粒径基本分布在(10-30) nm 范围内,具有良好的结晶质量且为六方纤锌矿结构.该体系对10 mg/L 的MB溶液,4 h 的降解率可达71%,外加适量的H2O2溶液,其降解率可提高到94%.     

不同衬底生长ZnO薄膜的结构与发光特性研究

采用射频磁控溅射方法分别在蓝宝石(Al2O3)(0001)和硅(100)衬底上制备ZnO薄膜．通过X-光衍射测量与分析表明两者都沿C轴方向生长，在Al2O3衬底上的ZnO薄膜结晶质量优于在Si衬底上的薄膜样品．然而，由原子力显微镜观测发现在Al2O3衬底上的薄膜晶粒呈不规则形状，且有孔洞，致密性较差；而在Si衬底上的ZnO薄膜表面呈较规则的三维晶柱，致密性好．光致发光测量表明，不同衬底上生长的ZnO薄膜表现出明显不同的发光行为．     

氧化锌纳米材料的机械法制备及其光学性能研究

采用滚压振动磨在干法室温状态下大批量制备了氧化锌纳米材料,分别利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对样品晶体结构和形貌进行了表征.结果表明,ZnO纳米颗粒平均粒径约为60 nm,材料结晶良好,无杂质.室温下光致发光(PL)谱显示,在390 nm处有近带边紫外发射峰,这属于激子态发光;同时,在510 nm处有较弱的绿光发射峰,而强度最强的是位于648 nm处的红光发射峰,这两种发射属于表面缺陷态发光.UV-Vis吸收光谱表明,产物在紫外区有很强的紫外吸收,吸收峰出现了蓝移现象,这种蓝移验证了材料存在键断裂等表面缺陷态.Raman光谱表明非极性光学声子模位于437.6com-1处,纵向光学模(LO)峰位于583.6 cm-1处.     

Synthesis and characterization of semiconductor zinc sulfide nanotubes by soft-template method

ZnS nanotubes have been successfully synthe-sized from solutions containing a surfactant, Triton X-100(t-octyl-(OCH2CH2)χOH, χ=9, 10). X-ray diffraction (XRD),transmission electron microscope (TEM) and selected areaelectron diffraction (SAED) are employed to characterize thestructure and morphology of as-synthesized product. XRDand SAED pattern indicate that as-obtained products consist of pure polycrystalline cubic-phase ZnS structures. TEM images reveal that most of the products are tubular struc-tures, with diameters ranging between 37--52 nm andlengths up to 3 μm. The wall thickness of as-obtained ZnSnanotube is around 9 nm. The growth mechanism of ZnSnanotubes has also be proposed.     

化学水浴法制备ZnO阵列及其光伏性能研究

采用溶胶旋转涂覆技术和化学水浴两步工艺法制备了ZnO阵列,研究了种晶层对ZnO阵列的形貌、晶体结构的影响,并考察了所制备的ZnO阵列用作染料敏化太阳电池光电极的光伏性能.结果表明：沿（O02）晶面择优生长的种晶层,可为ZnO阵列的有序生长起到诱导作用,尤其是当种晶层面朝下放置时,ZnO阵列基本保持了种晶的结晶取向和尺寸大小,棒状阵列直径为50100nm.由此阵列作为光电极构成的DSCs的短路电流和填充因子较低,从而使得光电转换效率处于较低水平,主要原因可能是阵列太致密、薄膜厚度小,使得染料的吸附量低所致.     

沉积在氧化铝模板上的纳米SiC的结构和发光性质研究

用二次阳极氧化法制备了高质量的氧化铝模板,用磁控溅射法在氧化铝模板上溅射生长了非晶SiC材料.原子力显微镜结果显示,在不同的溅射气压下(0.5～1.5Pa),能够形成层状、点状和棒状的SiC纳米结构.光致发光谱显示,在550～700nm之间有一个很强的发光峰,随着生长条件的改变,这个发光峰的强度有显著的变化.分析了纳米结构的形成、发光峰的变化与制备条件的关系.     

单晶体外延膜四方畸变随深度变化的测试

采用卢瑟福背散射/沟道(RBS/C)实验,对有AlN插入层的GaN/Si样品进行了测试.通过测试分析计算表明:1)薄膜晶体的结晶品质良好,其最小产额χmin=2.5%;2)通过对RBS/C随机谱的模拟,得出样品结构为550 nm-GaN/20 nm-AlN/425 nm-GaN/Si;3)通过对GaN外延膜对称轴[0001]与非对称轴[1213]的角扫描,得出样品在120 nm处的四方畸变,为0.179%,表明GaN外延模的弹性应变在AlN缓冲层的作用下得到释放,避免了外延膜的碎裂,提高了GaN外延膜的结晶品质.