n-ZnO/p-PbPc复合多层膜光吸收性能研究

用溶胶 凝胶 (sol gel)法和真空热蒸发沉积制备了氧化锌 /酞菁铅交替生长复合多层膜 ,并对复合膜的光吸收性能进行了研究。实验发现 ,复合膜的紫外 可见吸收谱中 ,酞菁铅的Q带吸收峰同时具有明显的蓝移和红移引起的新峰出现 ,说明氧化锌和金属酞菁之间存在很强的相互作用。氧化锌和酞菁铅分子间存在两种效应 :PbPc分子被ZnO包裹产生的量子约束效应导致的吸收峰蓝移 。

n-ZnO/p-CuInSe_2多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率的理论计算

用隧道 -复合模型对n-ZnO/p-CuInSe2 多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率进行了理论计算 ,考虑到在多晶材料中的晶界复合损失 ,引入修正因子 ,并用Roth warf的晶界复合模型进行修正 .对晶粒半径R为 1 μm的电池进行计算 ,得到电池的短路电流密度为 35 .4mA/cm2 ,开路电压为 0 .42V ,转换效率为 1 0 .1 % .理论计算和实验结果基本一致 .

多孔HAPw/n-ZnO骨修复材料的抗菌机理及抗生物膜研究

目的：评估多孔羟基磷灰石晶须/纳米氧化锌（HAPw/n-ZnO）骨修复材料在抑制细菌生物膜中的作用,并探讨其抗菌机理。方法：分别建立金黄色葡萄球菌、变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌生物膜体外模型。无光条件在相同的多孔HAPw/n-ZnO浓度梯度（0-2g/L）下分别进行生物膜抑制试验与细胞内活性氧（ROS）检测,并利用扫描电子显微镜分析材料性能,未加入材料组作为对照。结果：无光条件下随着材料浓度递增,各浓度多孔HAPw/n-ZnO组（1.00、1.25、1.50、1.75、2.00g/L）相对于对照组（0g/L）,3种细菌的生物膜形成量（A值）逐渐减少以及细胞内活性氧（ROS）水平（荧光强度）逐渐升高,差异有统计学意义（P〈0.05）。扫描电镜图片显示,复合材料组细菌黏附减少,生物膜形成受到抑制;细胞形态异常,细胞膜受损导致内容物泄露。结论：无光条件下多孔HAPw/n-ZnO材料对金黄色葡萄球菌、变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌生物膜均有一定程度的抑制作用,其抗菌机理之一是活性氧（ROS）的形成。

抗菌骨修复材料HAPw/n-ZnO在拔牙位点保存中的实验研究

目的探讨局部应用HAPw/n-ZnO对兔拔牙创愈合的影响。方法选用健康大耳白兔45只,雌雄不限,随机分为实验组(HAPw/n-ZnO)15只、阳性对照组(Bio-oss骨粉组)15只和阴性对照组(空白组)15只;拔除右下颌中切牙后,实验组即刻植入HAPw/n-ZnO复合材料,阳性对照组植入Bio-oss骨粉,阴性对照组不作任何处理,术后于1、2、4、8、12周分别处死3只兔子,行大体观察、影像学观察及组织病理学观察。结果实验组与阴性对照组,阳性对照组与阴性对照组之间剩余牙槽嵴相对长度的比较有统计学意义(P<0.05),而实验组与阳性对照组之间剩余牙槽嵴相对长度的差异无统计学意义(P>0.05)。组织学结果显示实验组和阳性对照组比同期阴性对照组的成骨活跃且新生骨成熟度高,实验组与阳性对照组间无明显差别。结论局部应用HAPw/n-ZnO复合材料或Bio-oss骨粉均具有保存拔牙后剩余牙槽嵴长度的作用,HAPw/n-ZnO复合材料可单独应用于拔牙位点保存的骨移植材料。

多孔颗粒状HAPw/n-ZnO复合材料的制备工艺研究

目的：将粉末状羟基磷灰石晶须纳米氧化锌（HAPw/n-ZnO）复合材料制备成多孔颗粒状。方法：以HAPw/n-ZnO复合材料为原料,加入硅溶胶在不同温度下煅烧并借X射线衍射（XRD）分析确定硅溶胶与HAPw/n-ZnO发生化学反应的温度。再加入控制粒径100~250μm的造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）及30wt%的硅溶胶为粘接剂,以魔芋萄甘聚糖（KGM）凝胶冷压过模成型烧结后粉碎过筛,应用X射线衍射、扫描电镜、万能试验机、阿基米德排水法测试分析。结果：硅溶胶与HAPw/n-ZnO在高于600℃时会发生反应;烧结600℃保温2h孔隙率最为理想;造孔剂含量为40VOL%时孔隙率为64.2%,抗压缩强度为0.9MPa。结论：造孔剂法可制备多孔HAPw/n-ZnO复合材料。

铟镓共掺杂对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结生长行为和光电性能的影响

利用低温水热法在p-GaN薄膜上生长了铟(In)和镓(Ga)共掺杂的ZnO纳米棒。X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线能量色谱仪(EDS)结果表明,In和Ga已固溶到ZnO晶格中。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,ZnO纳米棒具有良好的c轴取向性,随着In和Ga共掺杂浓度的增加,纳米棒的直径减小,密度增加。XRD结果表明,In和Ga共掺杂引起ZnO晶格常数增大,导致(002)衍射峰向低角度方向偏移。同时,ZnO的光学性质受到In和Ga共掺杂的影响。与纯ZnO相比,共掺杂ZnO纳米棒的紫外发射峰都出现轻微红移,这是表面共振和带隙重整效应综合作用的结果。I-V特性曲线表明,随着In和Ga共掺杂浓度的增加,n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结具有更好的导电性。

树鼩背部肌肉植入多孔复合材料HAPw/n-ZnO的体内生物学性能

目的 初步探讨多孔复合材料HAPw/n-ZnO的体内生物学性能。方法 选用树鼩15只,雌雄不限,每只背部肌肉均植入多孔复合材料HAPw/n-ZnO、Bio-Oss骨粉、ATLANTIK人工骨、国产金世植骨灵人工骨,多孔复合材料HAPw/n-ZnO为实验组,其余为对照组。术后进行动物大体观察及手术部位观察,4周、8周、12周每次随机抽取4只动物处死,进行埋植部位肌肉组织病理学观察、碱性磷酸酶活性(ALP)及钙含量测定。结果 HE染色显示实验HAPw/n-ZnO组与各对照组肌间质内均可见钙化灶,实验组肌肉可见炎症细胞明显聚集;Masson染色显示实验组与各对照组植入材料周边均可见绿染的胶原纤维;碱性磷酸酶活性及钙含量测定实验组与金世植骨灵组及Bio-Oss骨粉组的差异有统计学意义,金世植骨灵组及Bio-Oss骨粉组优于实验组,与ATLANTIK人工骨组差异无统计学意义。结论 多孔复合材料HAPw/n-ZnO在植入树鼩背部肌肉后有成骨活性但未异位成骨,且引起炎症反应。

n-ZnO/p-Si紫外至近红外增强型广谱光探测器

采用直流反应溅射法，在一定的溅射功率和衬底温度等条件下控制气体组分，优选Ar：O2—8：1成功研制出高响应度n-ZnO／p-Si紫外至近红外增强型广谱光探测器。实验关键是利用缺O法在n-ZnO薄膜内有效引入O缺位Vo，而Vo可增强紫蓝波段的光响应。测试结果显示，ZnO薄膜的光致发光（PL）谱除在388nm处存在紫外带边发射主峰外，还在416nm处出现由O缺位导致的发射峰；X射线衍射（XRD）谱表明，薄膜中的晶体为高C轴取向的纤锌矿结构；n-ZnO／p-Si光探测器在光照时Ⅰ-Ⅴ特性显示，光电流随反向偏压的增加迅速上升；在5V的反向偏压下，紫外区（310-388nm）的光响应高达0．75～1．38A／W，紫蓝光区（400-430nm）的光响应大大增强，400-800nm波段的光谱响应稳定在0．90A／W。

LP-MOCVD法制作n-ZnO/p-Si异质结及其电致发光研究

采用低压-金属有机化学气相沉积法(LP-MOCVD)在(100)p-Si衬底上制备未掺杂n型ZnO薄膜,并制作了相应的n-ZnO/p-Si异质结器件。通过X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)光谱和霍尔测试分别研究了所制备薄膜的结构、光学和电学特性,得到具有较高质量的n型ZnO薄膜。在室温条件下,测得了该类异质结器件正向注入电流下可见光和近红外区域的电致发光(EL)。

高压下制备的透明低阻n-ZnO陶瓷的表征

本文报道了高压烧结透明低阻ZnO陶瓷的过程,解决了常压下烧结ZnO高阻不透明的问题.在5GPa,800℃下获得了最佳光电性能的低阻透明ZnO陶瓷,其透过率为49%左右,电阻率为0.57Ω·cm,禁带宽度为3.31eV,载流子浓度为8.36×1017cm-3,迁移率为23cm2·V-1·s-1,良好的n型导电性来自于Zni和Vo施主缺陷的贡献.本文的结果对ZnO陶瓷在紫外发光等光电子器件领域的应用具有重要意义.

Ag/Au与n-ZnO的欧姆接触特性的研究

为了更好实现ZnO材料在光电器件方面的应用,研究了Ag/Au和n-ZnO薄膜的欧姆接触。通过半导体特性分析系统测出欧姆接触的I-V特性曲线和采用挖补圆盘法测试了欧姆接触的接触电阻率,研究了退火温度对接触特性的影响。利用俄歇电子能谱(AES)研究了欧姆接触的微观结构,比较了不同的金属电极的反射特性。结果表明,Ag(50nm)/Au(100nm)和n-ZnO薄膜的欧姆接触在退火温度为500℃时最好,欧姆接触电阻率仅为5.2×10-4Ω·cm-2,且其反射特性比其它金属电极好。

MgO界面层对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED光电性能的影响

为了较好地实现n-ZnO的电致发光(EL),利用水热法在p-GaN外延片上制备了ZnO纳米棒阵列,构造了n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED原型器件,并研究了MgO界面层对器件光电性能的影响。结果表明,n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结器件具有明显的二极管整流效应。室温、正向偏压下,n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED仅在430nm附近具有单一的发光峰,而n-ZnO纳米棒/MgO/p-GaN异质结LED的电致发光光谱由一个从近紫外到蓝绿光区的宽发光带组成。结合光致发光(PL)谱和Anderson能带模型,深入分析了n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结的载流子复合机制。

n-ZnO/p-GaN异质结紫外探测器及其光电性能研究

利用脉冲激光沉积(PLD)方法在p-GaN衬底上沉积了n-ZnO薄膜,构造了n-ZnO/p-GaN异质结型紫外(UV)光-电探测器原型器件,在(UV)光照条件下测试了器件的光电性能。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)测试结果表明,ZnO薄膜具有很好的结晶质量;I-V曲线显示,器件在黑暗和光照环境下都表现出明显的整流行为;光谱响应曲线表明,器件响应度峰值出现在364nm附近,当反向电压为-5V时光电流达到饱和,此时响应度峰值达到1.19A/W。不同反向工作电压下的光谱探测率曲线表明,器件对364nm附近的UV光有较强的选择性,在-2V偏压下具有最佳的探测率,其探测率峰值达到8.9×1010 cm·Hz1/2/W。

骨修复材料HAPw/n-ZnO抗感染效果的实验研究

目的:通过动物实验观察HAPw/n-ZnO在感染性骨缺损中的抗感染效果。方法:在24只SD大鼠(雌雄不限,220 g-250 g)左后肢股骨外侧髁处制备环状骨缺损,在缺损区置入金葡菌溶液(1×104CFU/m L,ATCC6538),2周后随机分为两个实验组(n=14)和一个空白组(n=7),对实验组骨缺损区行清创术后植入骨修复材料,空白组仅行清创术。于术后2周处死动物,进行组织切片及细菌学检查。结果:实验组对比空白对照组具有一定的抑菌抗感染的效果,其中HAPw/n-ZnO效果最为明显。结论:HAPw/n-ZnO能抑制金葡菌的生长,控制感染。

ZnO/Cu_2O光伏器件性能的模拟研究

为进一步理解n-ZnO/p-Cu_2O异质结光伏器件内部运行机制和影响器件光电效率的主要因素,利用AMPS-1D光伏器件模拟软件对ZnO/Cu_2O异质结器件的光伏性能进行模拟计算研究.通过调节ZnO 厚度与施主浓度、Cu_2O厚度与受主浓度、背电极金属功函数对器件的输出性能进行计算和分析.结果表明,在ZnO 施主浓度为1×1019cm^(-3),厚度为200 nm,Cu_2O受主浓度为1×1019cm^(-3),厚度为9 500 nm,背电极的功函数高于4.8 e V时,器件光电转化效率高达16.9%.通过在Cu_2O中增加体缺陷及在ZnO/Cu_2O界面处增加界面缺陷,计算和分析缺陷对器件性能的影响.当Cu_2O层体缺陷浓度高于1×1017cm^(-3)或界面缺陷浓度高于1×1012cm^(-2)时,器件的光电转化效率严重衰减,说明降低Cu_2O体缺陷及界面缺陷是提高器件效率的关键.

纳米ZnO的制备及发光特性研究

The samples of nano-size ZnO were pre pared by precipitation,hydrolysis,sol-gel method and characterized b y X-ray diffraction,Uv-Vis diffuse r eflection spectrum,and time resolv ed luminescent spectrum.The results showed that the crystallite dimensions of a ll ZnO samples were coarsening with i ncreasing annealing temperature an d the grain sizes prepared by sol-gel meth od were obviously smaller than the others prepared by precipitation and h y-drolysis method.Under excitation o f monochromatic light of wavelength300nm,a strong and broad photolumin es-cence(PL)emissions were observed in the wavelength range of 420～780nm.As the grain size decreased,the PL peak positions moved to shorter wavelengths.And as the annealing temperature increased,the peak intensity de-creased.The photoluminescence dec ay profile of ZnO was well described b y three decay components of 46ns,330ns and 1630ns.

ZnO超微粒子光催化氧化降解n-C_7H_(16)的研究

利用ZnO光催化氧化技术对气相n－C7H16 进行了降解研究，考察了氧气、水蒸气体积分数等因素对n－C7 H16光催化氧化的影响．利用气相色谱－质谱联用仪和气相色谱仪对气相光催化反应过程中的气体组成进行了定性分析，并对主要中间产物丙醛进行了定量分析，结果发现，ZnO超微粒子光催化氧化n－C7H16的降解率较高，n －C7H16绝大部分被完全氧化成CO2，探讨了n－C7H16光催化氧化反应的动力学行为及机理．

N_2掺杂p型ZnO及ZnO同质p-n结LED的制备

采用射频等离子体辅助分子束外延方法，以N2作为掺杂源，以O2作为辅助分解的气体和氧源，通过等离子体光谱的实时监测来控制掺杂源中各组分的含量，制备了P型ZnO薄膜及同质p—n结。I-V曲线显示该p-n结具有整流特性，直流驱动下获得了稳定的室温电致发光，包括位于420nm附近的发光峰和500-700nm的发光带。

膨胀石墨负载N掺杂ZnO制备及其光催化活性

采用直接沉淀法制备了膨胀石墨负载N掺杂氧化锌催化剂,用XRD和SEM对样品进行表征,以染料甲基橙的光催化降解为模型反应评价了该催化剂的光催化活性。结果表明:N掺杂氧化锌以纳米颗粒的形式分散在具有疏松多孔蠕虫状结构的膨胀石墨片层表面,膨胀石墨为N掺杂氧化锌提供高浓度的三维降解环境,在紫外光区具有良好的催化活性。在最佳条件下降解1h,其降解率可达92%,催化剂在重复使用4次后降解率仍比较高。

Al-N共掺杂ZnO电子结构和光学性质

基于密度泛函理论的第一性原理,分析了Al-N共掺杂ZnO的电子结构和光学性质。计算了Al-N复合体共掺ZnO的结合能,发现Al-N复合体可以在ZnO中稳定存在,因此Al-N共掺可以提高N在ZnO的固溶度。研究表明：N掺杂ZnO体系,由于N-2p和Zn-3d态电子轨道杂化作用,在费米能级附近引入深受主能级,价带顶和导带底发生位移,导致禁带宽带变窄。而Al-N共掺杂体系,适当控制Al和N的比例,克服了N单掺杂时受主间的相互排斥,降低了受主能级,对改善ZnO的p型掺杂有重要意义。在Al-N共掺ZnO中,Al的引入,导致共掺体系的禁带宽度减小,吸收带边红移,实验现象证实了这一结果。