CdS/ZnO异质结构材料的光生电荷性质

CdS纳米材料由于具有良好的可见光光电性质而成为太阳能利用研究中的热点[1],特别是近年来对CdS进行修饰和改性构成具有异质界面的复合材料,能够提高光生电荷的分离效率,减缓光腐蚀,

ZnO/TiO_(2)核-壳纳米结构的低温制备及其光电性能研究

ZnO因其自身的高电荷复合、化学性质活泼,导致其应用受到限制,通过表面修饰进行复合可实现电子-空穴的分离并提高其化学稳定性。以二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、六氟钛酸铵为原料,采用溶胶-凝胶、水热和液相沉积相结合的方法,在低温条件下制备出ZnO/TiO_(2)单异质结。采用XRD、SEM、EDS、TEM、PL等对样品进行表征并对其光电性能进行测试。结果表明,在沉积时间为20 min时,ZnO/TiO_(2)核-壳结构形貌最规整,其中ZnO直径约115 nm,TiO_(2)薄膜厚度约7.6 nm;TiO_(2)的负载,降低了电极中光生电荷的复合,提高了ZnO对光子的收集能力,光电流密度提升大约10倍,达到0.21μA/cm^(2),表现出优异的光电化学性能。

CdS/ZnO核壳结构纳米微粒的合成及其发射光谱研究

采用单分子前驱体热分解的方法合成了单分散CdS纳米晶,以CdS纳米晶作为核,在CTAB辅助下,对其表面进行修饰,荧光光谱表明CdS/ZnO核壳结构被成功合成。考查了温度对包覆的影响,结果表明,随着温度的升高晶体结晶越好,包覆越来越完全,ZnO包覆在CdS纳米晶的表面而掩盖了CdS纳米晶的缺陷,使得缺陷发光减弱而带隙发光增强。

掺In纳米ZnO、CdS薄膜结构、光学特性分析

采用真空气相沉积法在玻璃衬底上制备纳米级ZnO和CdS薄膜。研究掺In和热处理对ZnO、CdS薄膜结构、光学特性的影响。实验给出 ,适当掺杂能够明显改善纳米ZnO、CdS薄膜的物相结构 ,ZnO薄膜的晶粒尺寸随掺杂含量的增加而减小 ,CdS薄膜晶粒尺寸随掺杂含量的增加而变大 ,但薄膜的光透射性有所降低。在短波范围内 ,ZnO薄膜的光透率好于CdS薄膜 ;在 5 0 0nm～ 1 0 0 0nm范围内 ,CdS薄膜的光透率好。掺In后ZnO薄膜的光学带宽从 3 2eV减小至 2 85eV ;掺In后CdS薄膜光学带宽从 2 4 2eV减小至 2 35eV。

ZnO/CdS纳米异质结构的合成及其光催化性能研究

利用乙酸锌和乌洛托品(六次甲基四胺)的水热反应,在ITO导电基底表面合成ZnO纳米棒阵列薄膜,然后在ZnO纳米棒表面负载CdS量子点,最终制得ZnO/CdS异质纳米棒阵列材料。产品纯度高,结晶度良好。通过光催化降解有机污染物罗丹明B(RhB)的实验,分析了ZnO/CdS异质结构的光电性质。结果表明,经CdS量子点修饰后,ZnO纳米棒阵列的光利用率显著提高,光催化活性也大大改善。

ZnO/CdS光电极的制备及降解亚甲基蓝研究

采用水浴法和SILAR法制备了ZnO/CdS光电极薄膜,并对其在光电催化降解污染物方面的性能进行了分析。结果表明,ZnO/CdS光电极具有优异的光电催化性能,在可见光照射下能够高效降解亚甲基蓝。其光电流密度最高为6.2 mA/cm^(2),同时其对亚甲基蓝的降解率也达到了97%。这归因于负载CdS后,可拓宽体系的光响应范围;且ZnO和CdS之间的异质结界面,促进了光生载流子的分离,提高了光电催化效率。

CdS/ZnO核壳结构量子点的制备及其光学性能

通过溶胶-凝胶法制备出ZnO、CdS和CdS/ZnO核壳结构量子点的前驱体,在空气气氛下高温处理后得到壳厚度为10nm左右的CdS/ZnO核壳结构.CdS/ZnO核壳结构会导致紫外吸收边产生明显的红移.与ZnO和CdS相比,核壳结构使CdS/ZnO的激发、发射光谱都产生了明显变化,并且提高了发光强度.研究发现核壳结构会使ZnO和CdS原有的能级结构发生变化.

ZnO/CdS/MoS_2异质结纳米棒阵列的制备及性能

采用连续离子层吸附法,以ZnO纳米棒阵列为模板,将窄带CdS和更窄带层状MoS_2依次包覆在ZnO纳米棒表面,得到一种ZnO/CdS/MoS_2异质结纳米棒阵列.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和拉曼光谱对产物进行了表征.结果表明,CdS鞘和MoS_2鞘依次均匀地包覆在垂直生长的ZnO纳米棒上,且结合过程中未明显影响内芯ZnO的棒状结构.在异质结结构中,ZnO/CdS界面、CdS/MoS_2界面接触良好且晶格失配率低.此外,一维ZnO纳米棒阵列的存在也抑制了MoS_2在c轴方向上的堆积,使包覆在纳米棒上的MoS_2以少层的形式存在.原位电输运特性表明,与ZnO纳米棒和ZnO/CdS异质结纳米棒相比,ZnO/CdS/MoS_2异质结纳米棒则呈现出了更优的电学特性.

CdS/ZnO纳米复合结构制备及荧光特性研究

为增强CdS纳米粒子的荧光强度,以及稳定性,研究了Cd,S不同质量比,有无稳定剂等条件下CdS纳米粒子的制备及荧光特性。在碱性条件下,利用水热法合成了CdS/ZnO的纳米复合结构,并对所有样品进行了XRD、荧光光谱和SEM表征。测试结果表明所制备的CdS纳米粒子和CdS/ZnO的纳米复合结构粒子成分单一且纯净;ZnO复合在CdS表面;在紫外光(328.5nm)激发下,CdS/ZnO纳米复合结构的发射峰位于463nm处,峰形窄而对称,CdS/ZnO纳米复合结构的荧光强度比CdS纳米粒子的荧光强度有显著增强,且CdS和ZnO物质量之比为1∶1条件下,荧光强度最高,其荧光效率比单一CdS纳米粒子高出11%。通过第一性原理计算结果表明,CdS能带结构中,Cd-4d,S-3p和Cd-5s能带分别由5条、3条和1条能级构成,对比不同轨道的分态密度强度,看出CdS的导带边主要由Cd-5s轨道贡献,而价带边主要由S-3p轨道贡献,能量在-7eV附近的电子态主要由Cd-4d轨道贡献。而ZnO上价带主要由O-2p电子构成,靠近费米能级的价带区域则主要由Zn-3d电子贡献,在导带部分,主要来源于Zn-4s和O-2p电子。由于在两种材料的复合结构中Zn-3d电子的能级和S-3p电子的能级接近,存在着二型带阶结构使能带变窄,容易形成跃迁,减小电子-空穴的复合,从而促进复合结构荧光效率的提高。

ZnS/ZnO异质结构的制备及其光催化性能

以醋酸锌、硫脲为原料,采用简单的一步溶剂热法合成了花状Zn S微球,并分别在550、600和650℃下进行高温氧化处理,获得了Zn S/ZnO异质结构半导体材料。利用XRD、SEM、EDS、表面积分析仪、拉曼光谱仪和UV-Vis对材料的形貌、结构、比表面积和光学性质进行了测定,并以罗丹明B（Rh B）为模型污染物考察了样品的光催化性能。结果表明：原位合成的样品为立方相Zn S微球,经过550℃高温氧化1 h后,由于O原子的进入,生成少量ZnO,经过600℃高温氧化1 h后形成了Ⅱ型异质结构Zn S/ZnO,经过650℃高温氧化1 h后,样品基本上成为ZnO。随着高温氧化温度的升高,样品的禁带宽度整体呈下降趋势。光催化结果显示：Zn S/ZnO异质结构具备较优的光催化性能,紫外光照射40 min,Rh B降解率达到98.5%。

花状ZnO/ZnS异质结构的简易合成、结构表征及光催化活性(英文)

采用简便的两步溶液相化学方法,在较低温度下(80℃),制备出了花状的ZnO/ZnS异质结构。分别利用X射线衍射、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见光谱仪等测试手段对所制备的样品进行表征,结果表明ZnO/ZnS异质结构是由花状ZnO纳米结构和ZnS纳米粒子组成。在光降解罗丹明B(RhB)的测试中,ZnO/ZnS异质结构样品体现出了比ZnO前驱物和商业P25光催化剂更高的光催化效率,这主要可归因于异质结构更有利于电子-空穴的有效分离。ZnO/ZnS光催化剂体现出良好的循环稳定性。

Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜和MgZnO/ZnO异质结构的光学性质

报道了利用等离子辅助分子束外延技术 ,在蓝宝石 c平面上外延生长的 Mgx Zn1 - x O单晶薄膜以及 Mg Zn O/Zn O异质结构的光学性质 .室温下随着 Mg浓度增加 ,合金薄膜样品的发光峰与吸收边均向高能侧移动 .研究了样品紫外发光的起因 ,将 Mgx Zn1 - x O合金薄膜的发光归结为束缚激子的复合 .在 Mg0 .0 8Zn0 .92 O/ Zn O样品中 ,观察到了分别来自于 Zn O层和 Mg Zn O盖层的发光和吸收 ,并将其归因于来自 Zn O层的自由激子和 Mg Zn

P3HT修饰一维有序壳核式CdS/ZnO纳米棒阵列复合膜的光电化学性能

采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米棒阵列,在ZnO纳米棒阵列上先后电化学沉积CdS纳米晶膜及聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜得到P3HT修饰的一维有序壳核式CdS/ZnO纳米阵列结构,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射X射线(EDX)等表征手段证实了该结构的形成.以此纳米结构薄膜为光阳极组装新型半导体敏化太阳电池,研究了CdS纳米晶膜的厚度和P3HT薄膜的沉积对电池光伏性能的影响,初步探讨了电荷在电池结构中的传输机理,结果表明,CdS纳米晶膜和P3HT薄膜的沉积有效地拓宽了光阳极的光吸收范围,实验中电池的光电转换效率最高达到1.08%.

CdTe/CdS异质结太阳电池的电特性——关于“CdTe/CdS异质结特性”一文同郭江等商榷

笔者认为郭 江等关于"CdTe/CdS异质结特性"一文,对CdTe/CdS太阳电池的CdS/CdTe异质结特性的讨论时存在理论上的错误和设计思想不妥。例如,求解CdTe/CdS异质结空间电荷区电势满足的泊松方程时,所给的边界条件有错,因而所得的电势分布亦有错;关系式ΔEv=(Eg2-Eg1)-ΔEc=0有错;CdTe/CdS异质结能带结构不妥等。据此,我们针对上述CdS/CdTe异质结太阳电池存在的问题进行了理论研究和讨论,所得到的相应研究结果,与郭 江等商榷。

MgZnO/ZnO异质结构的发光性质研究

本文利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)技术在蓝宝石(Al_2O_3)衬底上生长了Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(100nm)/ZnO(20nm)/Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(40nm)异质结构,测得样品的X射线衍射谱表明,在34.56°的位置出现很强的(002)方向衍射峰,其半高宽度为0.20°,比Mg_(0.12)Zn_(0.88)O合金薄膜的半高宽度0.15°明显展宽。通过光致发光谱研究了MgZnO/ZnO/MgZnO异质结构的光学性质,室温下测得在370nm(3.35eV)位置有很强的紫外发光,而在348nm(3.56eV)的位置处有一个较弱的发光,这两个峰分别被归结于来自ZnO层和MgZnO盖层的发光。室温下的吸收光谱中,在上述两个峰的位置附近分别存在很明显的吸收,指示了带边吸收来自于MgZnO和ZnO两种材料。通过变温发光谱研究了异质结构中载流子弛豫、复合的规律。随着温度增加,来自于ZnO层和MgZnO层的发光强度比增加,这归结为MgZnO/ZnO异质结构存在界面势垒所致。

一维ZnO/Zn_(2.33)Sb_(0.67)O_4纳米异质结构的制备及气敏特性

为获得高气敏性能的新型材料,利用热蒸发方法,首次成功制备了ZnO/Zn2.33Sb0.67O4一维纳米异质结构。通过XRD、SEM、TEM对其微观结构进行表征,研究退火温度、药品用量及生长时间对产物的影响。结果表明:与ZnO纳米纤维相比,ZnO/Zn2.33Sb0.67O4异质结构对乙醇气体表现出增强特性。合成的纳米异质结构在气敏传感器方面具有巨大潜力。

CdS/CdTe异质结复合薄膜的制备及其性能表征

在玻璃衬底上依次采用化学水浴法(CBD)和真空蒸发工艺沉积CdS和CdTe薄膜,并在不同条件下进行热处理,制备了CdTe/CdS异质结复合薄膜。利用XRD、SEM、AFM和UV-VIS透射光谱对薄膜的结构、表面形貌、剖面及光学性能进行了研究。结果表明:以玻璃衬底和CdS薄膜作为衬底沉积的CdTe多晶薄膜结构相似,均具有(1l1)面择优取向;不同条件下制备的薄膜致密且粒径均匀,随着热处理温度的升高,薄膜晶粒增大明显,并出现CdS层减薄的现象,但薄膜的粗糙度也随之增大;CdCl2氛围下热处理后,薄膜粒径增大,粗糙度明显降低,其(111)晶面的择优取向进一步增强,且透过率下降,这对于提高太阳电池的光谱响应是非常有利的。

ZnO／SiC／Si异质结构的特性

用MOCVD方法在P型单晶Si(100)基片上外延SiC层,再用直流溅射在SiC层上生长ZnO薄膜,制备出 ZnO／SiC／Si异质结构,用XRD和AFM分析了ZnO／SiC／Si和ZnO／Si异质结构中表层ZnO的结构和形貌的差别,研究了这种异质结构的特性．结果表明,在Si(100)基片上外延生长出的是高取向、高结晶质量的SiC(100)层．这个SiC层缓冲层使在Si基片上外延生长出了高质量ZnO薄膜,因为ZnO与SiC的晶格失配比ZnO与Si的晶格失配更低．

CdS／CuInSe_2异质结内建电压测试理论和方法的研究

本文提出了精确测量内建电压Ｖ_Ｄ的Ｗ（结宽）－Ｎ（Ｎｅｆｆ为有效空间电荷密度）新方法．文中严格证明了由Ｗ－Ｎ曲线的斜率可计算异质结的ＶＤ．在零偏压下测量了ＣｄＳ／ＣｕＩｎＳｅ２异质结的ＶＤ，样品ＣＩＳ－１的ＶＤ为０．４３７Ｖ，样品ＣＩＳ－２的ＶＤ为０．２９３Ｖ．我们的测量结果表明，光照不改变ＶＤ，但使异质结变窄．内建电压是异质结的固有参量．利用Ｗ－Ｎ方法可以详细研究偏压对异质结电特性和其它参量的影响．

ZnO/ZnS异质结构纳米棒的制备及性能研究

本文利用低温二步水热法在ITO玻璃衬底上制备了ZnO/ZnS异质结构纳米棒,研究和比较了Zn O纳米棒和ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌,结构和光学等特性。结果表明:未掺杂的ZnO纳米棒具有明显的六角结构表面,良好的晶体结构和c轴生长取向;ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌和光学性质都发生了变化,纳米棒直径变化范围大,六角结构表面六边形不规则,且引入了较多的深能级缺陷。