水热法制备Co掺杂ZnO纳米棒的及其光学性能分析

采用水热法制备了不同Co掺杂浓度的六方纤锌矿结构的ZnO纳米粉体材料,通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和(光致发光)PL谱对样品的形貌、结构、光学性能分别进行了表征和测试. XRD分析结果表明:Co掺杂并未改变纤锌矿ZnO的晶体结构;SEM可以看出随着Co掺杂浓度的增大,花状ZnO纳米棒的均匀性变差,而且不同浓度Co掺杂ZnO纳米棒中均出现了少量的且尺寸较小的单根纳米棒;而PL光谱显示样品在381 nm附近具有微弱的紫外发光峰,在位于579 nm附近具有较强的可见光发光峰.特别是Co掺杂ZnO纳米棒的紫外发光峰强度同本征样品相比没有明显的变化,而可见光发光强度同本征样品相比具有明显的下降.随着Co掺杂浓度增大,样品可见发光峰的强度先减小再增大,说明样品的结晶质量先提高再降低.当Co掺杂的浓度为2.0%时,所制备的ZnO花状纳米棒具有良好的结晶质量,具有优异的光学性能.     

稀土Eu掺杂ZnO纳米棒的水热合成及其光学性质

采用水热法合成了稀土Eu掺杂ZnO纳米棒材料,研究了稀土Eu掺杂浓度对ZnO材料的结构、形貌和光学性能的影响。研究表明,Eu3+成功掺入到ZnO中,材料呈现纳米棒状结构且直径为15-25 nm。Eu的掺杂对ZnO材料的结晶质量和光学性能有明显的影响,随着Eu掺杂浓度的增加,ZnO材料的结晶质量明显下降,认为是杂质Eu的引入导致材料缺陷增加所致,而缺陷的改变引起ZnO材料的Eu3+红色特征发光峰增强。另外,随着Eu掺入到ZnO中,紫外峰峰位发生明显的红移现象,认为与引入新的Eu杂质能级有关。     

溶胶-凝胶法制备Li-N共掺ZnO纳米薄膜及其性能表征

采用溶胶-凝胶法在石英衬底上沉积Li-N共掺ZnO纳米薄膜,研究热处理温度和Li掺杂浓度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响.结果表明:适度的Li掺杂,以及随着热处理温度的适度升高,会导致ZnO(002)峰的半峰宽减小,薄膜结晶质量明显改善,但过高浓度的掺杂或过高的热处理温度,则会诱发新的缺陷,导致结晶质量下降.另外Li掺杂引起ZnO薄膜的光学带隙发生变化,从而使样品在未掺杂时以紫光发光最强而掺杂后样品以紫外发光最强.     

ZnO纳米晶掺杂的有机电致发光特性

本文实验研究了ZnO纳米晶对有机共轭聚合物MEH-PPV电致发光光谱特性的影响.研究结果表明,对于ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:ZnO/Al/Ag结构的发光器件,ZnO纳米晶的掺杂有效降低了电子的注入势垒,降低了发光器件的启亮电压,提高了载流子复合效率.随着ZnO纳米晶掺杂比例的增加,有机MEHPPV发光谱主峰585nm发生明显蓝移,波长移动18nm,而位于长波段615nm的肩峰则不受掺杂纳米材料的影响.     

生长温度对S掺杂ZnO特性的影响

S掺杂在ZnO材料中引入Zn空位，会对可见光的发光起到增强的作用。利用水热法制备了纤锌矿结构的S掺杂ZnO，随着生长温度的提高，ZnO晶粒的尺寸由1.2 μm提高到了2.3 μm，样品由低温下各晶粒的均匀生长变为某些晶粒的优先生长模式。在荧光光谱中，紫外和可见发光均得到了增强，且可见光发光的增强要明显大于紫外发光，这表明生长温度的提高会改善晶体的质量，同时S的存在也将会使样品中的Zn空位迅速增多。S掺杂ZnO导致的可见光发光的增强可以使ZnO材料在可见光发光器件中得进一步到的应用。     

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.     

基于掺Li^＋同质种子膜诱导生长的ZnO纳米棒阵列的光学性质

采用溶胶涂膜法在衬底上形成一层Li+掺杂的ZnO纳米颗粒膜,并以此纳米颗粒为种子在液相中诱导生长ZnO纳米棒.通过XRD、SEM、光吸收和PL谱等手段研究和分析了在Li+掺杂种子膜的条件下ZnO纳米棒的生长行为及光学性质,结果表明:在ZnO种子膜中掺杂适当量的Li+,可以改善所生长的ZnO纳米棒的结晶质量和取向性,并显著增强其紫外发光性能.     

氧化锌及银掺杂的氧化锌薄膜的紫外发光研究

采用超声喷雾热解工艺,在Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了衬底温度、喷雾速率、银掺杂对ZnO薄膜发光性质的影响.结果表明,选择合适的沉积温度和喷雾速率能制备出具有良好结晶质量、强紫外发射、高紫外/可见发光强度比的ZnO薄膜.未掺杂样品中,在沉积温度为500 ℃、喷雾速率为0 15 mL/min条件制备的ZnO薄膜的近带边紫外发光性能最好,其紫外/可见发光强度比能够达到470.低浓度的银掺杂可以进一步提高ZnO的紫外发光性能,掺杂3%浓度的Ag可以使ZnO的紫外/可见发光强度比达到700.但过高浓度的掺杂反而会降低紫外发光强度.     

ZnO微纳米盘的制备与光激射

本文采用简单的方法制备出ZnO微纳米盘.利用在空气气氛下,锌原子扩散距离短,有利于形成高的蒸气压,通过控制Zn源的质量和蒸发温度,在自催化生长机制下,获得了直径为微米量级和厚度从几百纳米到几微米的ZnO盘.XRD谱和扫描电子显微镜(SEM)照片表明样品为六方晶系纤锌矿ZnO微纳米盘,盘的排列具有高度的取向性,即择优生长方向为100晶向.样品在500 nm处有较强的缺陷发光峰和380 nm处较弱的激子发光峰.在355 nm脉冲激光泵浦下,实现了ZnO微盘的受激辐射行为.     

Sb掺杂ZnO薄膜的缺陷和光学性质研究

采用磁控溅射方法在6H-SiC单晶片上制备了锑(Sb)掺杂的氧化锌(ZnO)薄膜.利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的结晶质量和成分进行了测试.结果表明所得到的ZnO∶Sb薄膜结晶质量良好,掺Sb浓度为原子数分数1%,并且掺入的Sb原子处于Zn原子的位置.利用低温及变温光致发光谱(PL)研究了ZnO∶Sb薄膜的光学性质,观察到了与Sb有关的A0X发射,并且计算得到其受主能级为150meV.分析认为掺Sb的ZnO薄膜中受主来源于SbZn-2VZn复合缺陷.     

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.     

Sb_2O_3对高能氧化锌压敏电阻器性能的影响

为了改善高能氧化锌压敏电阻器（MYN）的性能，研究了Sb2O3对MYN性能的影响。结果表明：Sb2O3掺杂量小时，MYN性能变坏，但当Sb2O3掺杂量上升时，MYN的性能改善。可用Sb2O3的掺杂量对MYN微观结构的影响来解释这一现象。     

Cu掺杂对ZnO纳米薄膜的结构及其光学特性的影响

采用磁控溅射法(RF)在玻璃基底上制备了未掺杂和不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)分别对样品的形貌进行了表征,并对ZnO薄膜进行了应力分析.结果显示:所有样品都呈现出(002)衍射峰,有较好的c轴择优取向;所有样品出现有3个发光峰,分别对应于400 nm(3.14 eV,紫光),444 nm(2.78 eV,蓝光),484 nm(2.56 eV,蓝光).紫峰的存在与激子的存在有极大关系,而蓝光发射主要是由于电子从导带上向锌空位形成的浅受主能级上的跃迁.随着Cu掺杂量的增加,薄膜的带隙宽度Eg随之减小,样品光学带隙值由3.26 eV逐渐减小为2.99 eV.实验中还发现,随着Cu掺杂量增加,薄膜的透射率也随之减小.     

掺杂对纳米ZnO粉末紫外-可见光吸收性能的影响

采用Fe，Cu，Mg掺杂合成纳米ZnO粉末．透射电镜照片表明：不同掺杂对ZnO形状、粒径和粒径分布影响不大，纳米ZnO和掺杂后的纳米ZnO粒径都在30～80nm之间，统计平均粒径为50nm．通过对不同掺杂的纳米ZnO的紫外-可见光吸收光谱的分析对比发现：掺杂改变了纳米ZnO微粉的吸收波长和透过率，掺杂后的纳米ZnO吸收带有明显的蓝移或红移现象．其中：掺杂Fe对纳米ZnO的影响最大，吸收波长从400nm蓝移到315nm，在315～700nm之间透过率从0．256％渐渐上升到4．872％；掺杂Mg则出现红移．吸收波长从400nm红移到500nm，在500～700nm之间透过率从0．221％上升到3．816％；而掺杂Cu的影响最小，仅有20nm的蓝移，在380～700nm之间，透过率从0．080％仅提高到1．471％．     

ZnO纳米线膜的可控生长及其量子限域效应研究

针对ZnO半导体低维纳电子/光电子器件中纳米线膜的可控性差及其所导致的特性不稳定问题,利用ZnO纳米籽晶层作为引导层,以实现ZnO纳米线膜的垂直取向生长和尺度分布可控制备,并研究低维量子限域效应对ZnO纳米线膜光电特性的影响机制,利用湿化学法在氧化铟锡导电玻璃上制备ZnO籽晶层,随后利用低温水热法进行ZnO纳米线膜的引导生长,样品的显微结构和物相分析表明,通过调节籽晶热处理温度和生长液浓度能够实现ZnO纳米线直径在10～100nm内可调,籽晶热处理温度对纳米线尺度分布影响尤其显著.室温光致发光(PL)谱测试及分析表明,直径小于20nm的ZnO纳米线薄膜样品的PL谱的近紫外带边发射峰相比于更大直径的纳米线样品发生了明显的蓝移,而且半高宽显著减小.利用量子限域效应理论对PL谱带边发射峰随纳米线的尺度分布发生变化的规律进行了合理分析.     

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.     

Bi系高温超导氧化物中掺杂(Pb、Sb、Eu)的研究

采用空气中固态反应的方法制备了一系列掺 Pb、Sb、Eu的 Bi系高温超导氧化物 .对这些样品进行了超导性能的测量 ,X射线衍射 ( XRD)分析以及扫描电镜 ( SEM)的形貌观察 ,发现 Pb、Sb的掺杂对 Bi系材料超导相 2 2 1 2相、2 2 2 3相的形成有明显的促进作用 ,而 Eu的掺杂只有利于 2 2 1 2相的形成却不利于 2 2 1 2相向 2 2 2 3相的转变 .在掺 Eu的样品中发现有Ca2 Cu O3 存在 .对 Bi系材料中调制结构的形成机制给予了定性解释     

可降解聚合物抗菌纤维膜的原位制备及性能表征

以二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,以聚乳酸(PLA)为纺丝纤维基体,添加纳米氧化锌(Zn O)和表面活性剂吐温60,利用高压静电纺丝法,原位制备纳米Zn O/PLA复合纤维膜。所得纤维膜中,Zn O分散均匀,纤维平均直径约300 nm,且表面光滑。纺丝纤维的亲水性随着纳米Zn O的增加而大幅提高,断裂强度和延伸率随纳米Zn O含量的增加呈现先上升后下降的趋势。抗菌能力也呈现一定的Zn O含量依赖性。细胞毒性和细胞黏附实验表明,该抗菌纤维膜具有较好的细胞相容性。