Sn掺杂ZnO纳米带的制备及其光致发光性能研究

采用热蒸发法制备了单晶Sn掺杂ZnO纳米带,其中Sn的掺杂含量约为5%(原子分数)。X射线衍射(XRD)结果表明Sn掺杂ZnO纳米带为单相纤锌矿结构。X射线光电子能谱(XPS)表明样品中Sn的价态为4+。样品的室温光致发光谱(PL)在445.8nm处存在较强的蓝光发射峰,对其发光机制进行了分析。

Sn掺杂ZnO半导体纳米带的制备、结构和性能

在无催化剂的条件下,利用碳热还原反应气相沉积法制备出了高产率单晶Sn掺杂ZnO纳米带.XRD和TEM研究表明纳米带为结晶完好的纤锌矿结构,生长方向沿[0001],EDS分析表明纳米带中Sn元素含量约为1.9%.室温光致发光谱(PL)显示掺锡氧化锌纳米带存在强的绿光发射峰和较弱的紫外发射峰,谱峰峰位中心分别位于494.8nm和398.4nm处,并对发光机制进行了分析.这种掺杂纳米带有望作为理想的结构单元应用于纳米尺度光电器件领域.

Sn掺杂ZnO纳米晶的水热法制备及光学性能

以ZnCl2和NaOH为原料,用SnCl4·4H2O作掺杂剂,通过水热法合成了Sn掺杂ZnO纳米颗粒。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及光致发光(PL)光谱等测试技术对样品的物相、形貌及光学性能进行了表征。结果表明:制得的Sn掺杂ZnO纳米粒子具有六角纤锌矿结构。随着锡掺杂浓度的增大,纳米晶的平均粒度增加,晶体形貌由短棒状向单锥和双锥状转变;提高前驱液的pH值,所得样品的形貌由长柱状向短柱状转变。室温下,观测到三个光致发光带,一个峰值在433nm处的强紫光发射峰,一个约在401nm处的近紫外发光峰及一个在466nm处的弱蓝光发光峰。在实验掺杂浓度范围内,Sn的掺杂只是改变纳米ZnO的发光强度,对发光峰位置影响不大。

Sn掺杂ZnO半导体纳米线的制备、表征及光学性能

采用化学气相沉积法获得了Sn掺杂含量约为2.4%(原子分数)的Sn掺杂ZnO半导体纳米线。X射线衍射结果表明,Sn的掺杂并没有改变ZnO的纤锌矿结构。掺杂纳米线的室温光致发光光谱在409.2nm和498.0nm处出现了蓝绿光发光峰。探讨了其发光机制,认为前者可能来源于从导带到Zn空位形成的浅受主能级的跃迁以及从氧空位形成的浅施主能级到价带的跃迁;而后者来源于从氧空位形成的浅施主能级到锌空位浅受主能级的跃迁。

C/O替代掺杂对ZnO纳米带能带及结构稳定性的影响

用第一性原理研究了C掺杂Zn O纳米带(Zn O-NRs)的能带结构和结构稳定性.研究结果表明:C原子对O原子替代掺杂将使Zn O纳米带在费米面附近引入局域的杂质能级;在固定手性角下,C原子的不同掺杂位置对Zn O纳米带的结构稳定性影响很小;手性角为6.6°、11.9°时,C掺杂Zn O纳米带具有较高的结合能,即这两种手性角下C掺杂Zn O纳米带更具稳定性.

Sn掺杂ZnO纳米针的结构及其生长机制(英文)

利用包括磁控溅射和热氧化的两步法在Si(111)衬底上制备了Sn掺杂ZnO纳米针.首先用磁控溅射法在Si(111)衬底上制备Sn:Zn薄膜,然后在650℃的Ar气氛中对薄膜进行热氧化,制备出Sn掺杂ZnO纳米针.样品的结构、成分和光学性质采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量散射X射线(EDX)谱和光致发光(PL)光谱等技术手段进行分析.结果表明,制备的样品为具有六方纤锌矿结构的单晶Sn掺杂ZnO纳米针,Sn掺杂量为2.5%(x,原子比),底部和头部直径分别为200-500 nm和40 nm,长度为1-3μm,结晶质量较高.室温光致发光光谱显示紫外发光峰比纯ZnO的发光峰稍有蓝移,这可归因于能谱分析中探测到的Sn的影响.基于本实验的实际条件,简单探讨了Sn掺杂ZnO纳米针的生长机制.

In掺杂ZnO纳米带电学性质的研究

利用化学气相沉积法成功合成了In掺杂ZnO纳米带.通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪对样品进行表征.利用微栅模板法制备欧姆接触的光电器件,研究了器件的伏安特性曲线及紫外光敏特性.结果表明,In掺杂ZnO纳米带的导电能力远远高于纯ZnO纳米带,电阻仅为纯ZnO纳米带的1/50,但是其光敏特性不及纯ZnO纳米带,开关比仅为纯ZnO纳米带的1/20.

低温下单根In掺杂ZnO纳米带电学性质的研究

采用化学气相沉积(CVD)的方法合成了In掺杂ZnO纳米带,并且用简单、廉价的微栅模板法为单根纳米带制作了微电极,研究了在室温到20 K低温范围内单根In掺杂ZnO纳米带电阻随温度的变化.结果表明,在140～290 K区间单根ZnO∶In纳米带电子输运机制符合热激活输运机制.

掺杂对纳米ZnO薄膜结构的影响

采用真空蒸发法和热氧化制备纳米 Zn O薄膜 ,分析掺杂对薄膜结构的影响 .实验发现 ,掺入一定比例的 In,可以得到沿 c轴择优取向的纳米 Zn O薄膜 ,薄膜结晶度有所下降 ,影响薄膜沿 c轴的择优取向 .掺 Sb可以得到沿 c轴择优取向的纳米 Zn O薄膜掺 .Bi可以改善结晶度 ,获得强烈沿 c轴的择优取向的薄膜 .实验发现随 In含量的增加 ,薄膜晶粒尺寸逐渐减小 ,随 Sb含量的增加 ,晶粒尺寸逐渐增加 ,而

铟掺杂的氧化锌纳米带的制备和发光特性

以混合的ZnO粉和金属In作为前驱物,通过化学气相沉积方法在Si衬底上合成了In掺杂的ZnO纳米带。利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及附带的能谱仪对它们的结构和成分进行了表征。结果表明,ZnO纳米带沿<101-0>方向生长;In的掺杂浓度是21%原子分数。讨论了ZnO纳米带的形成机制和光致发光特性。