两步水热法制备枝干状ZnO纳米结构的研究

采用两步水热法,第1步利用Au作为催化剂生长ZnO纳米杆;第2步利用醋酸锌分解成ZnO纳米颗粒作籽晶层在ZnO纳米杆的侧壁生长ZnO纳米枝条,在Si片上成功制备了枝干状ZnO纳米结构。利用SEM、XRD分别表征枝干状ZnO纳米结构的形貌和晶体结构,研究籽晶层、反应液浓度、反应时间等参数对枝干状ZnO纳米结构形貌的影响。结果表明,Au作为催化剂生长的ZnO纳米杆具有沿(103)面择优取向生长的特性,而籽晶层对在侧壁生长ZnO纳米枝条至关重要。通过调节反应参数,可控制枝干状ZnO纳米结构的形貌,当反应液浓度越小,反应时间越长,纳米枝条越细、越长。所制备的枝干状ZnO纳米结构具有很好的生物兼容性,可作为细胞支架材料。

多孔氧化铝模板电沉积法制备ZnO纳米结构阵列的研究

利用直流电化学沉积技术,在多孔氧化铝模板内,通过先沉积Zn(OH)2/ZnCO3,然后在300℃下进行热分解,制得了ZnO纳米点阵结构。扫描电镜结果表明多孔氧化铝模板孔道呈六角形分布,孔径约为55 nm,孔间距约为100 nm,且孔道上下贯通平行排列。X射线衍射表明多孔氧化铝模板为非晶结构,孔内组装的ZnO具有多晶纤锌矿结构。光致发光谱表明ZnO/PAM复合体系同空氧化铝模板相比在420 nm处具有较强的蓝光发射。

ZnO纳米结构/聚合物杂化太阳能电池的研究进展

在介绍电池基本理论和共混结构、取向结构不同特点的基础上,综述了近年来这两种不同结构纳米ZnO/聚合物杂化太阳能电池的最新研究进展。分析表明目前电池效率较低与光吸收效率较低、光谱吸收范围较窄、载流子迁移率不均衡、界面相容性较差等问题有关。

Al掺杂的ZnO纳米结构材料制备及其电极设计

介绍了一维Al掺杂的ZnO(Al-ZnO)纳米结构材料的制备,研究了该材料体系的电极设计与优化。结果表明,适合于这种材料的电极为Au/Ni双层金属膜,经过在Ar和N2气氛中分别退火处理后,Au/Ni双层金属膜与Al-ZnO纳米结构材料的接触电阻得到明显降低,并且在Ar气氛中退火要好于在N2气氛中退火。

ZnO纳米结构的制备及表面形貌的研究

ZnO本身具有许多优点,其纳米材料对比于其他纳米材料有更大的潜在应用价值,因此ZnO纳米结构的制备研究一直是近年来国际上研究的热点.此文阐述了ZnO纳米材料近年的发展情况,介绍了关于ZnO纳米结构的制备方法、生长机理、表面形貌以及发展前景.

p-ZnO∶(Ag,S)薄膜上生长ZnO纳米结构的研究

利用水热法在p型银硫共掺ZnO(p-ZnO︰(Ag,S))薄膜上生长ZnO纳米结构.通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),光致发光谱(PL)及吸收谱研究了p-ZnO︰(Ag,S)薄膜在不同温度下退火后对ZnO纳米结构及其光学特性的影响.当退火温度低于300℃时,SEM图像显示ZnO纳米结构为纳米柱形式出现,并且随着退火温度的升高纳米柱长度减小直径增加;当退火温度为350℃时,ZnO纳米结构出现了大量平板结构;当退火温度为400℃时,ZnO纳米结构又回归为纳米柱结构.XRD谱显示ZnO纳米结构以(002)择优取向进行生长,PL谱显示ZnO纳米结构以602nm左右的缺陷发射峰占主导,吸收谱显示ZnO纳米结构的禁带宽度随退火温度的升高逐渐增大,在350℃时出现最大值,此后随退火温度升高而减小.通过在p-ZnO︰(Ag,S)薄膜上生长ZnO纳米结构的研究将更加有助于ZnO半导体器件的研究.

温度对ZnO纳米结构表面形貌和光学特性的影响

利用电子束反应蒸发(REBE)技术、多晶ZnO(纯度99.99%)陶瓷靶为原料、在NH3/H2混合气(NH3的体积比2.7 1%)环境下生长了ZnO纳米结构材料,研究了衬底温度对所获得ZnO纳米结构材料在表面形貌、结晶质量、Raman散射及荧光特性等方面的影响。结果表明较高的生长温度(～500℃)有利于获得ZnO纳米针/纳米柱,而在相对衬底温度(～400℃)较低时容易得到具有花状形貌的ZnO纳米结构。

顶端ZnO纳米结构对GaN基LED光提取效率的影响

为了提高GaN基蓝光LED的光提取效率,本文建立了LED顶面分别铺设ZnO纳米柱和纳米锥结构的两种模型,利用时域有限差分法对两种模型进行仿真并对结果进行了比较.仿真结果表明,ZnO纳米结构的各项几何结构参量(包括排列周期P、高度L、宽度W以及斜率k等),对LED顶端光提取效率影响显著.仿真分别得到了两种结构的最佳模型,通过比较,LED顶面纳米柱和纳米锥结构对光提取效率的提高效果相近,其最佳提取效率分别增强至无任何结构时的2.5倍和2.3倍.同时,通过对各项参量扫描获得的对光提取效率的变化曲线进行了分析,并给出了相应相应的理论解释.这些模型优化和理论分析对实际的高性能GaN基LED的设计制造有着指导意义.

基于微液滴的ZnO纳米结构制备及荧光检测性能研究

基于液滴微反应器,通过水热法合成ZnO纳米结构.该芯片集成了多种功能单元,包括用于液滴生成的T形通道,液滴汇合的Y形通道,以及快速混合和观察纳米结构形成的S形通道.通过调节水相和油相的流量改变液滴的尺寸,研究微液滴中制备的纳米结构的形貌和尺寸,并利用硫氰酸荧光素标记的羊抗牛IgG研究其荧光检测性能.该工作表明,通过流体动力学耦合形成的微液滴可制备ZnO纳米结构,其颗粒形貌和尺寸随着液滴尺寸的变化而改变.加热温度为75℃,油相、氨水、锌盐溶液流量分别为600、30、90μL/h时制备的ZnO纳米结构具有最优的荧光检测性能.

ZnO纳米结构的CVD制备工艺及其应用

纳米结构的ZnO由于具有优异的光、电、磁、声等性能,已经成为光电、化学、催化、压电等领域中聚焦的研究热点之一。不同纳米结构的ZnO其制备方法不同,着重概述了采用化学气相沉积(CVD)工艺制备ZnO纳米材料,包括直接热分解、高温加热锌粉、碳热还原法以及金属有机气相沉积(MOCVD)4种方法,重点讨论了不同锌源和氧源对ZnO纳米结构的影响规律,并初步探讨了ZnO的VLS与VS生长机理,同时展望了ZnO在各领域中的最新应用。

氧分压对ZnO纳米结构的形貌及光学性能的影响(英文)

利用未采用催化剂的真空热蒸发法合成了不同形貌的硅基ZnO纳米结构,研究了氧分压对纳米ZnO结构及光学性能的影响。研究结果表明氧分压对ZnO纳米结构的形貌及光学性能具有明显的影响,在氧分压为25%、10%和5%时制得的纳米ZnO结构分别为纳米线、纳米带和纳米梳。X射线衍射测试表明制得的不同ZnO纳米材料均为六方纤锌矿结构,并具有明显的c轴择优取向性。采用PL谱对制备纳米结构的光学性能进行了测试。

溅射与水热混合法制备ZnO纳米结构薄膜的异常光致发光特性(英文)

用一种混合方法用来制备ZnO纳米结构薄膜,首先利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积ZnO薄膜作为种子层,然后用水热方法合成ZnO纳米结构薄膜.为研究ZnO纳米结构薄膜的特性,利用X——射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的结构和形貌进行分析,并用X——光电子能谱技术(XPS)对薄膜的化学组份进行分析,最后利用光致发光方法(PL)对ZnO薄膜的发光性能进行了研究.从XRD谱图中可以看出,无论溅射的ZnO种子层还是水热合成ZnO纳米结构薄膜均为良好c轴(002)结晶状态的六角纤锌矿结构.从SEM图像看出,磁控溅射ZnO种子层为连续平整的膜状结构;而经过水热处理后则得到垂直于衬底的六角纳米棒和纳米片两种不同形貌的结构.XPS分析现示,在ZnO种子层中,锌和氧的比例基本上为1,说明磁控溅射ZnO晶体质量较好;而ZnO纳米结构薄膜中存在明显的氧空位缺陷.值得提出的是ZnO纳米薄膜光致发光谱存在异常的特性,采用波长为325 nm的He-Cd激光激发出可见光范围(500~700 nm)内的发光带,强度最强的是橙——红色的光(~600 nm),且肉眼可直接观察到.随着激发光波长在280~380 nm范围内变化,橙——红色光的强度首先增加后减小,在激发光波长350 nm处,强度达到极大,且极大发射的波长出现红移.进一步,结合上述XPS结果以解释这种强可见光的发射,可以认为主要是由薄膜中与氧空位有关的缺陷造成.

衬底对ZnO纳米结构形貌和性质的影响

通过同一次热蒸发实验在三种完全不同的衬底上（石英,铜箔和单晶硅）制备了不同的Zn O纳米结构材料,采用X射线衍射仪,扫描电子显微镜,拉曼光谱仪和光致发光谱仪分别分析Zn O纳米结构材料的形貌和光学性质。结果显示,在3种不同衬底上的样品具有不同的形貌,这些形貌分别是无定形状、梳状和棒状。光致发光谱结果表明,Zn O纳米结构材料在紫外（380~390 nm）、蓝光（470~490 nm）、绿光（500~550 nm）和橙光（610~620 nm）有发光中心带。初步可以判断,衬底的材料类型对Zn O纳米结构和光学特性有非常重要的影响。

Sn掺杂ZnO纳米结构湿度传感器的制备与特性

首先采用水热法制备了四种不同Sn掺杂量的一维Zn1-xSnxO纳米结构材料,然后通过介电泳纳米操控技术将制备的四种纳米结构排布到预先设计的Ti/Au电极之间,进而构建四种湿度传感器,并进行传感特性测试。通过对四种传感结构的测试结果分析发现,采用原子数分数为3%的Sn掺杂ZnO纳米材料构建的传感器具有较好的传感特性,相对湿度在11.3%-97.3%内其最大灵敏度为7 397%,响应与恢复时间均为2 s。结合湿度多层吸附理论深入研究掺杂对湿度传感特性的影响。结果表明,通过Sn掺杂对纳米结构中载流子浓度以及晶格应变的调控,可以有效改善材料的电导与表面特性,提升Zn1-xSnxO纳米湿度传感器的灵敏度、响应与恢复时间和迟滞等传感特性。

滚筒刷状ZnO纳米结构宏观体的制备及表征

用简单的气相输运方法,在温度为900℃的条件下首次合成了滚筒刷状的ZnO纳米结构宏观体,并对其结构和形貌分别进行了表征。

科学美学教育探索——以ZnO纳米结构中的美学为例

氧化锌纳米线作为当下研究的比较火热和普遍的一维半导体纳米材料,是一种至关重要的直接带隙半导体材料,具备非常优良的物理性质和化学性质。水热法是制备氧化锌纳米线的最常用方式之一,怎样通过水热法经济快捷地得到氧化锌纳米线是研究热点,而与此同时隐藏在纳米线生长过程中的美学原理也同样具有研究的价值。本文通过水热法成功制备出了几种ZnO纳米线阵列,并且通过使用科学美学研究方法在水热法生长ZnO纳米线阵列的过程中找到了简单美、整齐美和对称美三种科学美,以美学的角度重新看待纳米线生长的过程,研究其背后的规律,探索科学和美学结合的新思路。

溶胶-凝胶法制备ZnO纳米结构(英文)

我们采用溶胶-凝胶法合成了不同形貌的ZnO纳米结构,详细研究了退火温度对ZnO结构和形貌的影响。SEM结果表明在900℃可以合成ZnO纳米棒,退火温度对形貌有影响。ZnO纳米棒的直径为200 nm左右,长度可以达到几微米。

PAM辅助水热法制备形貌可控的ZnO纳米结构(英文)

采用PAM辅助水热法制备了形貌可控的ZnO纳米晶。X射线衍射分析表明,分别以水和丙三醇为溶剂制备的短棒和棒状的ZnO纳米晶是纤锌矿结构。场发射扫描电镜结果显示,短棒状ZnO的直径约200nm,长约1.5μm,而棒状ZnO的直径约100nm,长度约3μm。当ZnO形貌从短棒向棒状转变时,晶体纵横比从7.5转变成30。荧光光谱分析表明,位于400-450nm的紫峰强度随着形貌从短棒向棒状转变时增大,表明更细更长的ZnO一维纳米结构的缺陷越多;位于520-550nm的绿峰强度随着形貌从短棒向棒状转变时增大,表明更细更长的ZnO一维纳米结构的氧空位越多。并对不同溶剂对ZnO纳米晶形貌的影响机制及ZnO纳米晶在水热条件下的生长机理进行了探讨。

退火温度对纳米ZnO结构和形貌的影响(英文)

通过溶胶-凝胶法制备出不同形貌的ZnO纳米结构．详细研究了退火温度对ZnO纳米结构形貌的影响．结果表明退火温度对ZnO纳米结构的形貌有很大的影响．从扫描电镜结果看，900℃可以形成ZnO纳米棒，长度在2～3μm，直径在200nm左右．而且还讨论了ZnO纳米结构的生长机制．

ZnO纳米结构及其在钙钛矿光伏电池中的应用

近年来,有机-无机杂化钙钛矿光伏电池取得了突飞猛进的发展,已成为光伏领域的研究焦点;其光伏性能的不断提高不仅与钙钛矿材料自身质量与光电特性的提升有关,同时依赖于载流子传输层的优化与设计.鉴于ZnO的优势和特性,本文聚焦于ZnO纳米结构设计及其在钙钛矿光伏电池中的应用,简述了ZnO材料独特的光电性质,总结了ZnO纳米结构的制备方法及合成原理;详细综述了不同维度ZnO纳米结构在钙钛矿光伏电池中的发展进程,着重阐述了化学掺杂、表面修饰、应力调控策略在ZnO基钙钛矿光伏电池性能优化方面的研究进展.本文系统总结了ZnO电子传输层的国内外研究现状、应用前景及发展趋势,为设计构筑高性能ZnO基钙钛矿光伏电池提供了重要的指导.