ZnO/ZnSe核/壳纳米线结构的制备

ZnO和ZnSe都是重要的宽带隙Ⅱ-VI族半导体材料。一维ZnO和ZnSe纳米材料是目前半导体一维纳米材料研究领域的热点,又由于二者之间的能带差,如果构成异质结构将会使材料的电子传输特性发生改变,因而可以应用于光电等领域。本文用气相传输法制备了ZnO纳米线,然后用异丙基硒对样品进行处理,并对样品进行了SEM、TEM和HFTEM的表征,结果表明我们已经成功制备出了ZnO/ZnSe核/壳纳米线异质结构。

ZnO/CuO核壳结构纳米线光致发光性能与CuO壳层厚度的关系(英文)

通过分别生长核层与壳层制备出了ZnO/CuO核壳结构的纳米线。形貌和结构分析表明,ZnO核为单晶纳米线而CuO则以多晶形式覆盖在核层表面上。光致发光(PL)研究表明,ZnO纳米线PL强度随CuO壳层厚度的变化而变化。当壳层比较薄时ZnO的PL强度增大,这主要是由于CuO壳层对ZnO核层的修饰减少了表面态,而当壳层厚度增加到一定程度时,ZnO的PL强度不再变化,这主要是由于在核壳结构中形成了type-I型结构的原因。我们对这一现象做了详细的讨论。

ZnO/GaN核/壳异质结纳米线能带结构和电荷分离的理论研究

采用密度泛函第一性原理的方法计算了GaN纳米线、ZnO纳米线及其核/壳纳米线结构的能带结构,价带顶(VBM)和导带底(CBM)的电荷分布。计算表明本征GaN和ZnO纳米线材料VBM和CBM所对应电荷分布较为分散,且与直径关系不大,形成不了Ⅱ型半导体电荷分离效应。GaN和ZnO组成的核/壳纳米线均保持本征GaN和ZnO纳米线的直接带隙性质。在ZnO包裹GaN的核壳纳米线结构中,不同比例的ZnO和GaN之间电荷转移均不明显,VBM和CBM电荷分布基本都是由壳层的ZnO的O原子占据,难于实现VBM和CBM电荷空间分离。在GaN包裹ZnO的核壳纳米线结构中,VBM电荷和CBM电荷分布分别主要由壳层的N原子占据和核层的O原子占据,同时ZnO和GaN之间的电荷转移量相对较大,容易形成较大的核壳内置电场,有利于促进空间电荷分离,并且随着ZnO的比例增加电荷转移量也相应增加,能有效的促进电荷分离有利于制备成Ⅱ型半导体。

ZnSe∶O/ZnO核壳结构纳米线中间带太阳电池的设计

为了得到ZnSe∶O/ZnO核壳结构纳米线中间带太阳电池的最优吸收效率,通过时域有限差分法对纳米线的直径进行了优化,使纳米线的吸收光谱与太阳光谱相重合的波段有较高的吸收效率,并且使ZnSe∶O/ZnO纳米线的吸收光谱在带边和中间带有共振模式,从而使中间带太阳电池的吸收效率在ZnSe∶O的带边和中间带是最大的。为了进一步提高中间带的吸收效率,通过在纳米线两侧制备圆柱形铝天线的方法,利用金属铝天线的局域表面等离激元共振,使中间带太阳电池在中间带的吸收效率进一步增强到近两倍。这种方法为制备高性能的太阳电池和光探测器等光电器件开辟了新的途径。

ZnO纳米管有序阵列与Cu_2O纳米晶核壳结构的光电化学性能及全固态纳米结构太阳电池研究

采用电化学方法在铟锡氧化物（ITO）导电玻璃基底上制备了高度有序的ZnO纳米管阵列，然后在ZnO纳米管阵列上电化学沉积Cu2O纳米晶颗粒，获得了一维有序Cu2O／ZnO核壳式纳米阵列结构，通过控制Cu2O纳米晶的沉积电量得到不同厚度的Cu2O壳层，并对该核壳式纳米阵列的形貌和结构进行了分析．以Cu2O／ZnO一维核壳式纳米阵列结构为光电极组装全固态纳米结构太阳电池，研究了Cu2O壳层厚度对光电极光吸收性能、光电性能以及组装电池光伏性能的影响，优化了电池中对电极材料的喷金厚度．结果表明，以Cu2O沉积电量为1．5C的Cu20／ZnO为光活性层，以4mA电流下真空镀金20～25min的铜基底为对电极组装的简易太阳电池最高可获得0．013％的光电转换效率．

O_2在Ta-Fe共掺杂的Pd基核壳结构纳米线催化剂上的吸附和解离

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了O2在Ta-Fe共掺杂的Pd基核壳结构纳米线催化剂(简写为Ta3Fe1@Pd20)上的吸附和解离。研究结果表明,O2的解离势垒只有0.43e V,很容易在Ta3Fe1@Pd20上解离。