Co掺杂ZnO稀磁半导体的微观结构与磁学性质

用溶胶-凝胶方法制备了具有单一纤锌矿结构的Co掺杂ZnO稀磁半导体粉末样品.通过对样品的结构、元素价态、电学和磁学性质的分析,研究了样品室温铁磁性来源.研究结果表明,2次烧结的样品比1次烧结样品的磁化强度明显增强;观测到的铁磁性与ZnO本征缺陷(Zn空位)有关,铁磁性起源于局域化受主(Zn空位)之间的交换相互作用.     

沸腾回流法制备Al元素掺杂ZnO及表征

采用液相沸腾回流法,制备出不同含量Al元素掺杂的ZnO半导体材料,并对产物进行了XRF,XRD,SEM及其导电性能的表征.实验结果表明:Al元素掺杂后产物ZnO的结构仍然为六方晶系纤锌矿结构;Al元素掺杂量不是无限增大的,当Al元素掺杂量达到24.0 mmol/L时,就会趋于饱和;Al元素掺杂的ZnO的导电性能比纯ZnO有所提高,因此证明了这是一条比较优化的工艺合成路线.     

Al掺杂ZnO纳米颗粒的光催化性能

溶胶-凝胶法合成ZnO和Al掺杂ZnO(AZO),通过降解甲基橙(MO)评价纳米颗粒的光催化性能.与纯ZnO相比,Al掺杂使ZnO晶粒尺寸减小,比表面积增加.此外,Al掺杂诱发高浓度缺陷,从而调整ZnO晶体的能带结构.电子从导带跃迁到低能态的缺陷能级,能量差与可见光的能量吻合,从而大幅提高光催化过程中对可见光的利用率.AZO样品在可见光范围内都表现出优异的光催化性能,并且a(Al)=3%掺杂的ZnO表现出最佳的光催化性能,60 min降解效率为94%.     

Al掺杂ZnO光学性能的第一性原理研究

本文用平面波赝势方法(PWP)计算了Al掺杂ZnO前后的光学特性,即介电函数虚部2ε(ω)并从能带结构和态密度图上解释了为什么掺Al后ZnO的光学谱在3.045、7.158、10.066、11.386和13.649eV处的峰消失了,在1.835、4.329、5.460、6.592、10.668和12.024eV处的峰值减小了,而在8.100和8.855eV处的峰值增大了的原因,并从光谱图上分析得出,掺杂后的ZnO要发生蓝移现象。     

ZnO共掺杂Al、Fe纳米磁性复合材料的合成及磁性能研究

应用球磨方法制备出纳米氧化锌共掺杂Al及Fe的复合材料,对纳米复合材料的磁性能进行研究,通过振动样品磁强计分析得出纳米ZnO掺Al球磨样品具有室温铁磁性,800℃高温热处理使样品趋于顺磁性.     

掺杂量对ZnO：Al膜电学性能的影响

使用电子束蒸发法沉积了铝掺杂的氧化锌透明导电膜．通过霍尔系数测量及ＸＲＤ、ＳＥＭ测试分析,研究了掺铝量对膜的电学性能的影响,结果表明;掺杂量影响膜的载流子浓度、迁移率及结晶状况,当Ａｌ_２Ｏ_３与 ＺｎＯ重量比为 １．５％时,沉积的膜具有较低的电阻率．     

Sol-Gel法制备Al掺杂ZnO薄膜的微结构及电学特性

采用溶胶-凝胶法在Si(100)衬底上制备了不同浓度Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜。XRD研究表明Al掺杂对薄膜的结晶产生明显的影响。用四探针法测量其电阻特性,表明在1 mol%Al掺杂,600℃下退火,其电阻率最低。     

烧结温度对Co掺杂ZnO稀磁半导体性能的影响

通过溶胶—凝胶法制备了Co掺杂ZnO稀磁半导体纳米颗粒,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和振动样品磁强计等测试手段对Co掺杂ZnO稀磁半导体样品进行了结构和磁性表征.结果表明,随着烧结温度的升高,样品的固溶度逐渐增加.当样品的烧结温度为800℃时,样品为单相的ZnO结构.磁性测试结果表明,Co掺杂ZnO稀磁半导体在室温下具有铁磁性.     

Co掺杂对ZnO纳米棒阵列的结构和性质的影响

通过70℃水热反应制备高密度排列的Zn1-xCoxO(x=0.05,0.10和0.15,统记为ZnCoO)纳米棒阵列,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光光谱(PL)进行表征.结果表明:Co2+替代Zn2+掺入了ZnO的晶格中,纳米棒沿[0001]方向垂直生长在含ZnO种子层的玻璃上,纳米棒平均直径约为150nm,长4.5μm.ZnO种子层和Co掺杂在ZnCoO纳米棒成核和择优生长中起着重要作用.PL光谱是由宽紫外光带(UV)和可见光(VL)构成.ZnCoO纳米棒阵列UV峰位与纯ZnO的相比发生了蓝移.随着Co含量的增加,UV峰明显宽化并发生红移.文中对紫外峰的宽化和红移起因以及ZnCoO阵列的形成机制进行了讨论.     

Cu/Al共掺ZnO光学性质的第一性原理计算

利用Material Studio2017软件中基于密度泛函理论的CASTEP模块,仿真建立2×2×2的ZnO超晶胞,在相同情况下用不同比例的Cu/Al(Cu-Al、2Cu-Al和Cu-2Al)替换超晶胞中的Zn原子,得到Zn1-x-y Cux Aly O体系,对本征ZnO和各掺杂体系ZnO的电子结构和光学性质进行了第...     

氧化锌薄膜的制备及掺Co2+对结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶方法在Si(111)衬底上制备了ZnO:Co氧化锌薄膜,利用X射线衍射(XRD)仪和振动样品磁强计(VSM)分别测试了样品的结构和磁性.实验表明,采用溶胶-凝胶方法制备的掺Co2+氧化锌薄膜具有(002)峰的择优取向,同时ZnO:Co薄膜在室温情况下呈现出铁磁性.     

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.     

纳米氧化锌的制备表征及其对Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的吸附

以Zn(Ac)2.2H2O和H2C2O4.2H2O为材料,固相合成氧化锌纳米材料.以原子吸收分光光度法(AAS)为手段检测了纳米氧化锌对Cu(Ⅱ),Co(Ⅱ),Fe(Ⅲ)的吸附洗脱性能.结果表明:在碱性条件下纳米氧化锌的吸附效果较酸性条件下好.因此,选择在酸性条件下对金属离子进行洗脱.实验测得氧化锌对上述金属离子的静态吸附容量分别为:15.3、19.1和19.5mg/g.     

Zn1-xCrxO稀磁半导体薄膜的制备及磁性研究

采用磁控交替溅射方法和真空退火处理制备了Zn1-xCrxO薄膜,利用全自动X射线衍射仪和物理性质测量仪对样品的结构、晶粒尺寸及磁性等进行了测量和标度,得到了具有室温磁性的掺Cr的氧化锌基稀磁半导体.     

Study on ZnO:Al (ZAO) films by DC reaction magnetron sputtering

The high quality ZnO: A1 films were successfully produced by DC reaction magnetron sputtering technology. The Al-doping effect on electrical and optical properties and its scattering mechanism are discussed in detail. The analyses of X-ray diffractometer (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and high resolution Auger electron spectroscopy (AES) show that Al2O3 could be effectively removed by controlling oxygen flow and Al-doping concentration during deposition of ZnO: Al films. Zn, Al and oxygen elements are well distributed through the films. For highly degenerated ZnO:A1 semi-conductive thin films, the theoretical and experimental results reveal that the ionized impurity. scattering dominates the Hall mobility in the films in the low-temperature range, while the lattice vibration scattering becomes a major scattering mechanism in the high-temperature range. The grain boundary scattering only plays a major role in the ZAO films with small grain size (as compared to the electron mean free path). The photoelectric properties of ZAO films show that it has low resistivity ( ～ 5 × 10-4 Ωcm), and the transmittance in visible range and the reflectance in IR region are above 80% and 60%, respectively.     

Synthesis, Characterization and Photoluminescence of Well-Ordered ZnO Micropillars Grown on ZnO Buffer Layers

Using ZnO buffer layers prepared by simply thermal oxidation of ion beam sputtered Zn films, highly oriented and uniformly aligned single-crystalline ZnO micropillars arrays have been synthesized by thermal evaporation of Zn powder with flee catalysts at low temperature of 430℃ The ZnO micropillars show sharp hexagonal umbrella-like tips with thin ZnO nanowire grown on the tips. The umbrella-like tips grow in a layer-by-layer mode along the direction of [001]. The growth mechanism has been discussed. The formation of the micropillars basically depends on the gradually decreasing Zn vapor pressure and subsequently cooling process. The photoluminescence （PL） spectrum indicates a moderately good crystal quality of the ZnO micropillars. Our results may reinforce the understanding of the formation mechanism of different ZnO nano/microstructures. This kind of complex microstructures may find potential applications in multifunctional microdevices, optoelectronic and field emission devices.     

ZnO:Co粉体的制备及其电磁性能研究

目的 制备ZnO:Co粉体,并研究了不同Co掺杂浓度对ZnO:Co电磁特性的影响.方法 采用溶胶.凝胶法制备了ZnO:Co粉体,应用XRD,SEM等手段对产物进行了表征,用波导法测试了ZnO:Co粉体在x波段(8.2GHz～12.4GHz)的电磁参数.结果 各样品均为六方晶系纤锌矿结构的球状颗粒,当掺Co摩尔分数为5%时出现了微量的ZnCo_2O_4,XRD中3个主衍射峰对应的晶面间距随着掺杂浓度的增大而减小.从平均值的角度来看,各组样品具有较大的磁损耗,随着掺杂浓度的增大,ZnO:Co的介电参数(ε',ε"和tanδ_e)减小,而磁参数(μ',"μ和tanδ_u)先增大后减小.结论 此工艺条件下制备的ZnO:Co属于电磁损耗型微波吸收材料.     

ZnO薄膜的射频磁控溅射法制备及特性

利用射频磁控溅射镀膜工艺,在石英玻璃衬底上成功制备了ZnO薄膜．采用原子力显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、荧光分光光度计及椭偏等检测手段对其特性进行了测试、分析．研究结果表明：该薄膜具有良好的C轴取向结晶度;最佳激发波长为265．00nnl,光致发光峰分别位于362．00、421．06和486．06nm;437cm^-1是ZnO晶体的特征拉曼峰,该峰的出现与最强的X射线衍射(002)峰相对应;薄膜折射率为2．01．     

超声协同作用下亚微米掺铝氧化锌催化降解亚甲基蓝的研究

通过溶液直接沉淀法制备了掺Al3+的亚微米氧化锌Zn(Al)O,利用XRD和SEM确定其晶体结构和形貌大小.采用Fenton/Co2+体系,在掺铝氧化锌存在和超声协同下进行降解亚甲基蓝的实验,研究溶液初始pH、H2O2浓度、反应温度、Zn(Al)O投加量、Co2+浓度、亚甲基蓝(MB)浓度等实验条件对MB降解率的影响,并对4种降解方法的效果进行比较. 结果表明：采用Fenton/Co2++Zn(Al)O+超声体系,在H2O2浓度为100 mmol/L,pH5～9,温度30～50C,Co2+浓度0.1～0.3 mmol/L,Zn(Al)O投加量1.0 g/L的条件下降解初始质量浓度达80 mg/L的MB溶液,自然光下超声1h后降解率高达72%. 对其降解机理进行了初步讨论.对掺铝氧化锌循环使用的研究发现,循环1次后降解率为68%, 2次下降到48%.在自然光下降解,该文合成的Zn(Al)O的降解率是P25（降解率约40%）的1.8倍.