空心CdS纳米晶的合成及发光性能研究

以氯化镉和硫化钠为原料,在水相体系中合成CdS纳米晶,通过透射电子显微镜观察发现,在100℃下合成的CdS纳米晶具有空心结构,粒径为20～30nm,且壁厚均匀,约为3～5nm;在70℃下合成的CdS纳米晶为实心结构,粒径约为20nm,存在较严重的团聚现象.紫外-可见吸收光谱表明：空心CdS纳米晶的吸收波长与实心CdS纳米晶相比蓝移136.74nm,这表明其禁带宽度增大0.11eV.光致发光光谱表明：空心CdS纳米晶的表面缺陷态发射较实心CdS纳米晶有所增强,这是其存在内表面的结果.     

由碱式草酸铜前驱物通过超声法制备氧化铜纳米线及其光致发光性能

以碱式草酸铜和氢氧化钠为反应原料,聚乙烯醇为辅助试剂,采用超声法合成了具有颗粒次级结构的纳米线状CuO,并研究了水热、微波、超声法三种合成方法对CuO形貌的影响．实验结果表明不同的合成方法对样品的形貌影响很大,并且超声处理对于制备纳米线状氧化铜起到了至关重要的作用,而辅助试剂有助于形成形貌更加均一的产物．分别采用XRD、SEM、TEM及HRTEM研究产物的结构与形貌,以FT-IR观察产物的表面结构与成键特性,通过UV-Vis吸收光谱及荧光光谱（PL）研究产物在紫外．可见光区的光捕获能力及荧光发射情况．测试结果表明氧化铜纳米线的直径约为10～15nm,长度约为2～4um,组成纳米线的颗粒次级结构的计算平均粒径为14．6nm．与体相CuO材料相比,CuO纳米线的吸收带边出现了明显的蓝移现象,其带隙能为2．67eV,这可归于量子尺寸效应．光谱研究结果表明样品在紫外光区具有较强的光捕获能力,并能发出蓝紫光．     

CdS:Y3+纳米带的制备及其光致发光特性

采用热蒸发法制备CdS∶Y~(3+)纳米带.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对纳米带的形貌、晶体结构进行表征;利用荧光光谱仪(PL)对纳米带的光致发光特性进行分析.结果表明:CdS∶Y~(3+)纳米带外观形状基本规则平整且表面光滑,部分纳米带边缘会出现锯齿状;纳米带的厚度大约几十纳米,长度在几十微米到上百微米之内,宽度在5~15μm之间.纳米带具有六方结构,晶格常数a=0.414nm、c=0.671nm;纳米带的发光谱中出现多个发光峰,且各个发光峰的强度增强.     

CdS纳米棒的合成及硫源的影响

溶剂热法合成CdS纳米棒,分别考察了反应介质尤其是硫源对CdS生成的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等对合成的CdS纳米棒的形貌和结构进行分析、表征.结果表明,以乙二胺为溶剂可以合成出CdS纳米棒,不同硫源合成的CdS纳米棒长度明显不同,这可能与硫源的水解释放S2-机理有关.     

CdS/SiO2介孔组装体系的光学性质

溶胶-凝胶法获得多孔SiO2载体,用氮气等温吸附对其结构进行了评估.经浸泡热合成得到复合量不同的CdS/SiO2块体介孔组装体系,并研究了其光学性质.结果表明:随复合量减小,吸收边以及荧光谱中峰位向短波方向移动;退火温度升高后,发光强度增大,450℃以后开始减慢,这归因于缺陷和跃迁几率的竞争.     

溶剂热合成CdS纳米棒形貌及微结构研究

通过传统的溶剂热技术,以CdCl2·2.5H2O和硫脲（H2NCSH2N）为镉源和硫源,在不同的反应温度下溶剂热(无水乙二胺)合成了CdS纳米棒. X射线衍射(XRD)分析表明了产物是六方相CdS,电子扫描电镜(SEM)观察展示了产物的形貌随反应温度的变化过程;透射扫描电镜（TEM）和高倍透射电镜（HRTEM）分析了产物的微结构.     

Fabrication and photoluminescence of GaN nanowires prepared by ammoniating GaeO3/BN films on Si substrate

GaN nanowires were successfully prepared on Si（111） substrate through ammoniating Ga203/BN films deposited by radio frequency magnetron sputtering system. The synthesized nanowires were confirmed as hexagonal wurtzite GaN by X-ray diffraction, selected-area electron diffraction and Fourier transform infrared spectra. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy revealed that the grown GaN nanowires have a smooth and clean surface with diameters ranging from 40 to 160 nm and lengths typically up to several tens of micrometers. The representative photoluminescence spectrum at room temperature exhibited a strong UV light emission band centered at 363 nm and a relative weak purple light emission peak at 422 nm. The growth mechanism is discussed briefly.     

硫化镉空心半球的混合溶剂热合成、表征及其光学性能

在草酸的辅助下,利用混合溶剂热法首次合成了CdS空心半球,并用XRD、SEM和TEM对产物进行了表征.实验结果表明:反应时间、反应温度对产物的形貌起到一定的调控作用.另外,初步分析了CdS空心半球的形成机理,讨论了其光学性能.     

水热合成纺锤状ZnO及其光致发光性质研究

以醋酸锌为前驱物,采用温和水热方法在95℃水热条件下反应6 h生成了纺锤形ZnO。利用XRD物相分析可知,该ZnO的物相属于六方晶系纤锌矿结构,利用FESEM和TEM形貌观察可知,ZnO颗粒径向尺寸为3~5μm,其平均直径约为1.5μm。对它的室温光致发光光谱研究表明:紫外发射峰大约在391 nm,可见光范围内存在一个中心为560 nm的绿光发射带。通过在300℃条件下退火45 min,能有效增强其紫外发射强度,抑制可见发射。     

金催化合成硫化锌纳米线及其发光性质的研究

采用金催化和直接蒸发ZnS粉末的方法,合成出大量具有纤锌矿结构的单晶ZnS纳米线。该纳米线的线径均匀,线形规则,直径在80~120 nm,长度约几十微米。研究发现纳米线的形貌对合成的温度很敏感,合成温度的升高会导致纳米线直径的迅速增加。单根纳米线EDS分析表明,ZnS纳米线线体中均匀分布着Au元素,Au元素的掺入是纳米线生长形成后由端部颗粒通过固态扩散进入纳米线中。室温光致发光谱显示:ZnS纳米线有两个发光峰,分别位于446 nm和520 nm处。446 nm的发光峰是由缺陷所致,而520 nm左右的发光峰是由Au元素掺杂所致。     

一维CdS纳米结构的光致发光和微腔性能研究

运用低温变温宏观光致发光和共焦空间分辨光致发光光谱技术,研究了由催化剂辅助化学气相沉积方法生长的一维CdS纳米结构(纳米带和纳米棒)的发光机制及单个纳米结构光学微腔的性质。在10-290 K之间,光谱对温度的依赖关系清楚地显示了CdS纳米结构的室温近带边发光主要由自由激子发光及其声子伴线组成。纳米结构的端面和侧壁均可对近带边发光表现出较强的束缚作用,形成法布里-珀罗(FP)和回音壁(WG)两种谐振腔,并表现出较明显的非线性特征。深能级的缺陷发光在WG微腔中形成较强的等间距腔模式,而在FP微腔中其在轴向上的传播则损耗较大。上述结果有助于理解两种纳米结构光学微腔的机制,并支持了与激子相关的微腔模式的激子极化激元模型。     

CdO孔材料的模板法制备及催化性能研究

采用一步水热方法合成了C/CdS复合微球,经焙烧处理后得到CdO孔材料.使用电子扫描电镜、红外光谱、X射线粉末衍射等手段对C/CdS复合微球和CdO孔材料进行了表征,探讨了产品的形成机理,并研究了CdO作为火箭推进剂的燃速催化剂的性能.结果表明,CdO孔材料能使高氯酸铵高温分解温度降低67.65℃,具有很好的催化活性.     

Modification of TiO_2 nanotubes arrays by CdS and their photoelectrocatalytic hydrogen generation properties

In order to realize hydrogen generation under visible light, novel CdS/TiO_2 nanotubes arrays are de- veloped by electrochemical anodization of Ti in 0.15 mol/L NH_4F 0.08mol/L H_2C_2O_4 electrolyte. The diameter of the nanotube is 80―100nm and the length is approximately 550 nm. The CdS nano-particles are deposited on the TiO_2 nanotubes arrays by chemical bath deposition (CBD) in the ammonia-thiourea system. A 300W Xe lamp is used as the light source, CdS/TiO_2 nanotube arrays are used as the photoanode with the application of 1.0V bath voltage, and 0.1 mol/L Na_2S 0.04 mol/L Na_2SO_3 solution is used as the electrolyte, then the rate of photoelectrocatalytic hydrogen generation is 245.4 μL/(h·cm~2). This opens new perspectives for photoelectrocatalytic hydrogen generation by using CdS/TiO_2 nanotubes arrays.     

温度对硅纳米线生长结构的影响

以硅烷为反应气体,温度为850～1100℃,在（100）取向的单晶硅片上,采用化学气相沉积法生长了一维硅纳米线．用扫描电子显微镜观察了硅纳米线的表面形貌,用X射线衍射仪研究了硅纳米线生长结构与反应温度的关系．分析了不同实验条件对硅纳米线生长结构的影响,并对一维硅纳米线与块体硅的光致发光（PL）特性进行了分析比较．     

半导体纳米线——宏观牛顿世界与微观量子世界的理想桥梁

本文以我们的研究团队自1995年以来在半导体纳米线材料与物理研究中所做的科研工作为主线,从如何自下而上地规模、可控制备硅等半导体纳米线的开创性研究工作开始,着重介绍半导体纳米线独一无二的物理性质的代表性研究工作,以及它们在高品质真空电子源、新型高效光电器件、新能源器件方面的潜在应用的研究成果．最后,对半导体纳米线的未来发展前景进行了展望．     

树枝状CdS纳米结构的合成及光学性质

分别以丙烯基硫脲和五水氯化镉为硫源及镉源,利用水热法合成了树枝状CdS复杂纳米结构,利用X射线衍射谱、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜和电子衍射等对产物的形貌和结构进行表征.利用室温荧光光谱和紫外-可见光吸收谱对产物的光学性质进行研究.结果表明,所得产物是六方晶系的CdS,并且树枝状CdS是单晶.研究了不同硫源和镉源对产物形貌的影响,同时对树枝状CdS复杂纳米结构的形成机制进行了探讨.     

CaMoO4超细粒子的制备及发光性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备CaMoO4超细粒子,对样品进行X-射线衍射(XRD),粒度分析和荧光光谱测定.讨论煅烧温度,煅烧时间,柠檬酸和聚乙二醇的用量对样品颗粒大小的影响.XRD结果表明,在700℃时可得到CaMoO4纯相.粒度分析结果表明在煅烧温度,煅烧时间以及柠檬酸用量合适的情况下,随着分散剂聚乙二醇用量的适当增加,产物的粒径明显减小,约为160~190 nm.最后总结提出了柠檬酸溶胶-凝胶法制备CaMoO4超细粒子的最佳合成工艺.以286 nm的近紫外光激发样品,CaMoO4超细粒子在492 nm附近发绿光.     

硫化镉量子点的可控制备及荧光性能研究

采用溶剂热法,以Cd(NO3)2·4H2O和升华硫为镉、硫来源,油胺为反应溶剂和表面活性剂,制备了硫化镉量子点(CdS QDs),并研究了反应温度、反应时间对硫化镉量子点尺寸的影响.通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对所制备产物的结构和形貌进行了表征.结果表明,所制备的硫化镉量子点结晶度较高,单分散性好,尺寸均一.通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)表征了硫化镉量子点随反应温度和时间的变化,结果发现,随反应温度的升高和反应时间的延长,其吸收峰出现了明显的红移,即通过控制反应温度和时间可以控制硫化镉量子点的尺寸和发光颜色.     

旋涂辅助连续离子反应法制备CdS纳米晶及其光电性能

为了解决CdS传统制备工艺中连续离子吸附反应(SILAR)法存在的产物颗粒小、敏化层厚度不易提高的问题,将传统SILAR法中的浸泡吸附工艺改为旋涂工艺,采用全新的旋涂辅助连续离子反应法(S-SILR)制备CdS纳米晶颗粒,同时将新旧两种方法制备的CdS纳米晶分别沉积到ZnO纳米棒有序阵列中进行对比研究,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、瞬态光电流等分析手段对产品形貌、结构、光吸收性能和光电转换性能进行了表征和测试。结果表明,利用S-SILR法制备CdS纳米晶光敏层更容易形成对ZnO纳米有序阵列的完全包覆;与传统的浸泡吸附法相比,改进后的旋涂法所得ZnO/CdS复合薄膜在可见光区的光吸收和光电转换性能更加优异。CdS沉积方法的改进对提高太阳电池制备工艺的可操作性及其光电转换性能有一定的指导意义。     

剪纸状碳的合成及其吸附性能

以二茂铁和四氯乙烯作为反应物,采用热解法在600℃反应10 h得到一种高产率的剪纸状的碳片.扫描电镜的结果表明,剪纸状碳材料的厚度为20～40 nm,宽度为100～200nm.通过氮气吸附-脱附等温曲线计算出产物的比表面积高达1 209m2/g,孔径分布在0.58～1.2 nm之间.一系列对比实验表明,合成剪纸状碳材料的最佳条件为:0.093 g二茂铁,反应温度为600℃,反应时间为10 h.通过调整二茂铁与四氯乙烯的比例,可控制产物的形貌从剪纸状转化为空心球.剪纸状碳对于苯酚的吸附性能(82％)要远高于对罗丹明B的吸附性能(48％),并对其给出了可能的解释.