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。     

ZnO荧光薄膜的发光机理研究

氧化锌是宽禁带（33eV）直接带隙n型半导体材料,并具有较高的的激子束缚能（60eV）。这使其成为紫外激光器和真空荧光显示的理想材料。在荧光显示方面,人们比较关注的是ZnO薄膜蓝-绿光发射特性,以便使其作为绿色荧光材料应用于平板显示领域。本文主要探讨了ZnO的发光机理。     

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.     

ZnO纳米片的水热合成及其光催化性能

目的以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O和NaOH为原料,制备ZnO纳米粒子,并研究ZnO纳米材料的形貌对其光催化性能的影响。方法采用一步水热法合成ZnO片状纳米粒子,通过X-射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电镜(FE-SEM)和拉曼光谱(Raman)等分析手段对合成产物的结构和形貌进行表征,探讨反应物摩尔比、水热温度和水热时间等合成条件对形成的ZnO纳米粒子形貌的影响,以及形貌演变机理。通过光催化分解水实验对所制备的ZnO纳米粒子的光催化性能进行测试。结果 Zn~(2+)/OH~-摩尔比为1∶4时,在100℃反应6h,可制得片状的纳米ZnO,其产氢量为313μmol·h~(-1)·g~(-1)。结论在本文制备的ZnO纳米材料中,ZnO纳米片的光催化性能优于短棒状和纤维状的ZnO粒子。     

Zn基ZnO纳米棒阵列的制备和发光特性

N2H4.H2O水热体系中,在Zn基底上制备出了ZnO纳米棒薄膜。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)及发致发光谱(PL)等分析测试手段,研究了ZnO薄膜的形貌结构和发光特性。结果表明,预处理工艺不同,Zn基底表面状态不同,ZnO薄膜形貌也不同。在经预氧化形核的Zn基底上易于制备ZnO纳米棒薄膜。在单一取向的Zn基面上,易于制备ZnO纳米棒阵列。PL测试分析表明,ZnO纳米棒有强的近带边紫外光发射峰和弱的缺陷发射峰。阵列棒本征发射峰强度最高、缺陷峰最弱,反映了该ZnO纳米棒结晶质量高。     

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.     

In2S3纳米结构微球的水热制备及其发光性质

报道一种以氧化铟、盐酸和硫脲为原料,采用水热法制备纳米片和纳米颗粒自组装In2S3微米球的简易方法.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征.SEM结果表明:于140 ℃、恒温24 h得到In2S3纳米片自组装微球,直径3～4 μm,纳米片厚度约20 nm,大小为0.5～0.8μm,于160℃恒温24 h得到In2S3纳米颗粒自组装微球.直径2.5～10 μm,纳米颗粒大小为20～200 nm.XRD结果表明制备的产物均为纯相立方晶相的In2S3;发光性能研究表明两种微球具有发冷光的性质.     

取向ZnO纳米线阵列的生长机理及发光特性

用化学气相沉积法制备了圾向纳米氧化锌（ZnO）阵列；用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察了制备的纳米ZnO的形貌结构;用荧光光谱仪（PL）分析了样品的发光特性；以气-液-固（VLS）生长模型和Ehrlich-Schwoebel势垒理论解释讨论了ZnO纳米线的生长结构与机理。     

ZnO量子点的制备及其发光特性研究

利用溶胶-凝胶法在乙醇溶液中制备出ZnO量子点。通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱对合成量子点的发光性质进行了研究。结果表明,ZnO量子点的荧光光谱由两部分组成:一是较弱较窄的紫外荧光峰(346nm),另一是较强较宽的可见荧光发射峰(510nm)(λex=329nm);在反应温度为40℃,ZnAc2·2H2O与LiOH·H2O的物质摩尔比为1∶2时能产生明亮的黄绿色荧光。     

纳米氧化锌的水热法生长及其光学特性研究

利用水热法成功制备了纤锌矿结构的ZnO纳米小刺球结构．小刺球结构是由多片ZnO纳米晶在生长过程中自组装而成．随着反应溶液中S_2-的含量的增加,小刺球结构的尺寸逐渐变小．这是由S_2-在ZnO样品中引入的缺陷增多造成的,表明大量的缺陷会对形成小刺球结构的片状ZnO的有序生长机制造成影响．缺陷的增多对带边发光一直起到削弱的效果;但在一定程度上会增强ZnO可见光的发光强度,但更多的缺陷会导致非辐射复合中心的大量增加,在荧光光谱中表现为可见光发光强度随着反应溶液中S_2-的含量的增加而先变强再变弱．合理调整反应溶液中S_2-的浓度可以生长出合适紫外、可见光强度比的ZnO材料,这在半导体白光发光器件中具有潜在的应用价值．     

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。     

溶剂热法合成ZnO微米棒及其光催化性能

以ZnCl2和过氧化氢为反应前驱物,CTAB为表面活性剂,在碱性溶液中180℃反应12h,合成ZnO微米棒。利用X-射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外可见吸收等手段对产物进行表征。通过扫描发现ZnO结构为具有六方纤锌矿结构,主要是由直径约在1μm左右粗细的单晶微米棒组成的花状ZnO微米团簇,并简单探讨了微米棒的组装过程。紫外吸附实验说明ZnO对有机染料,如甲基橙有催化作用,表明他们在光催化方面有潜在应用。     

退火处理对ZnO晶体材料光学性能的影响

采用热液法制备ZnO晶体材料,分别在空气、N2和水蒸气条件下进行退火处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和荧光分光光度计(PL)考察不同退火处理对ZnO结构和光学性能的影响。结果表明:热液法制备的ZnO呈六角相棒状形貌,棒直径约为2μm,长度约为10μm。经3种退火方法处理的样品的形貌和尺寸没有明显变化,取向性和结晶度都有所改善,透光率升高,光致发光近带边发射峰强度增大。相比ZnO体材料的紫外吸收(380 nm),处理后样品出现了轻微蓝移现象。初步探讨了不同退火处理方法改善ZnO晶体材料光学性能的机制。     

水热合成一维氧化锌及其影响因素

用Zn(NO3)2、NaOH为原料,十六烷基溴化铵(CTAB)为形貌控制剂,采用水热合成技术制备了一维纳米氧化锌.用X射线衍射仪和透射电镜对产物的相组成和微观形态进行了表征和分析.结果表明,合成的一维氧化锌属于六方晶系,纯度很高,长径比较好.研究了[Zn2 ]:[OH-]、碱度、时间、CTAB的浓度对一维氧化锌微观形貌的影响,并探讨了氧化锌纳米棒的生长机理.研究结果表明,增大[Zn2 ]:[OH-]、pH值、CTAB的浓度有利于氧化锌[0001]面的极性生长;反应时间的增加可以提高一维氧化锌的结晶度,氧化锌的直径和长度也随之增大.     

水热法制备ZnO纳米棒阵列及其表征

采用两步低温水热法在Si片衬底上制备形貌规整的ZnO纳米棒阵列,纳米棒长度约为5μm.利用扫描电镜(SEM)、PL光谱测试对ZnO纳米棒的微观表面形貌和光学特性进行表征分析.探究制备过程中两次水热的生长液浓度对ZnO纳米棒形貌的影响,通过表征对比获得最优的生长液浓度范围.实验首先利用提拉退火等工序在衬底上获得ZnO的晶种层,再经过两次水热反应制备出分布均匀、有序生长、取向一致的较为理想的纳米棒阵列.     

制备参数对ZnO纳米线阵列特性的影响

针对目前水热法制备ZnO纳米线生长机制及成核过程中存在的一些模糊问题,利用水热法制备了一维ZnO纳米线阵列,研究了ZnO纳米线生长过程中反应液浓度、生长时间、反应压力、退火条件等实验参数对ZnO纳米线阵列的形貌、微结构及光电特性的影响,讨论了纳米线生长的成核机制及生长机理.研究结果对制备高质量一维ZnO半导体纳米线阵列并将其应用于微纳及光电子器件领域都有一定的参考价值.     

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.     

水热法制备Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料及其光催化性能研究

以Zn （CH3 COO）2·2H2O、AgNO3、Fe（NO3）3·9H2O为原料,NaOH为沉淀剂,H2O为溶剂,C2H5 OH为还原剂,柠檬酸为表面活性剂,采用水热法制备出Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料.采用XRD、SEM、TEM、SAED等测试手段对制备产物的物相结构、微观形貌等进行表征,以甲基橙为目标降解物研究了制备产物的光催化性能.结果表明,Ag以单质的形式存在于ZnO表面,Fe掺杂到ZnO晶格中.Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料在模拟日光下具有较高的光催化性能,在800 W氙灯照射下降解甲基橙150 min,甲基橙的降解率可达到99.4％％,较Ag/ZnO提高了7.8％,较ZnO提高了38.2％.     

水热法合成ZnO微晶纳米片及其光致发光性质研究

以Zn金属片为源物,采用水热法合成了ZnO微晶纳米片,并用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电镜、高分辨透射电镜和选区电子衍射花样表征了所制备的ZnO纳米结构.利用HITACHIF F-7000荧光光度计测试了不同条件下制备的微晶纳米片的室温光致发光性质,探讨了不同反应温度、时间及添加剂浓度对产物形貌的影响.