ZnO∶Tb纳米晶的制备、结构与发光性质

采用乙醇溶液中水解醋酸盐的方法合成了一种稀土掺杂的半导体纳米材料——掺铽的 Zn O纳米晶 ,并对其结构与发光性质进行了研究 ,结果表明掺铽的 Zn O纳米晶为六方纤锌矿结构 ,纳米颗粒表面有醋酸根络合物使颗粒之间互相分散 ,Zn O纳米基质与发光中心之间存在能量传递 ,引起稀土铽的特征发光 .     

ZnO:Eu3+纳米晶的制备及其光谱分析

制备了ZnO：Eu3 的纳米颗粒，得到粒径在5nm左右的纳米晶。通过光谱分析研究了不同浓度的掺杂对ZnO发光性质的影响，Eu掺杂可以提高纳米ZnO的发光充度及影响其粒径大小，并观察到了ZnO与Eu之间的能量传递。     

成核/晶化隔离法制备ZnO气敏材料

分别用成核/晶化隔离法和化学共沉淀法制备了ZnO纳米颗粒。用XRD、DSC-TGA表征其微结构和成相温度,静态配气法研究两种方法所制备ZnO纳米颗粒的气敏性能差异。结果表明:成核/晶化隔离法所制备的ZnO纳米颗粒相对于化学共沉淀法制备的ZnO纳米颗粒对酒精和汽油具有更好的气敏性能。290℃工作温度下,成核/晶化隔离法制备的ZnO纳米颗粒对体积分数均为50×10–6的酒精和汽油灵敏度分别高达34和68,远高于化学共沉淀法制备的ZnO纳米颗粒的17和28。     

Mg0.15Zn0.85O:Tb合金薄膜的阴极射线发光性质研究

采用溶胶凝胶方法成功地制备了掺杂烯土铽离子的ZnO和Mg0.15Zn0.85薄膜。通过对X射线衍射结果的分析表明，稀土离子替代了Zn^2 的格位，进入了半导体基质的晶格中。从阴极射线发光结果可以发现，在Mg0.15Zn0.85O基质中，可以观察到来源于稀土铽离子各能级的发射，而ZnO:Tb的薄膜只能观察到较强的铽离子^5D4-^7F5能级的跃廷。这可能是由于Mg0.15Zn0.85O基质的能隙（3.65eV)比ZnO更宽（3.3eV），其对铽离子的能量传递更有效的缘故。     

衬底退火温度对ZnO纳米结构形貌和发光特性的影响

利用热蒸发Zn粉的方法,在Au/掺铝氧化锌(AZO) /石英衬底上生长ZnO纳米结构。为了研究不同 温度退火后的衬底对生长的ZnO纳米结构的影响,Au/AZO/石英衬底在生长纳米结构前分别在 300、500和700℃真空下退火。Au/AZO/石英衬底的表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测 。ZnO纳米结构的微结构、形貌和 光学性能分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光 谱仪进行测量。结果表明,在未退火和300 ℃ 退火衬底上生长了大量的ZnO纳米棒,而在500℃退火衬底上沉积了大量ZnO纳米颗粒。单晶结构 的纳米棒的平均直径分别约50nm,其 生长机制为蒸气-液体-固体(VLS)生长机制。荧光光谱显示所有的样品 都存在紫外发光峰和深能级发射带,随着退火温度的升高,生长的纳米结构的紫外发光峰相 对强度增强,而深能级发射强度减弱。     

纳米晶ZnO:Er~(3+)的光致发光特性

为了探讨稀土Er3 与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用化学沉淀法制备了纳米ZnO:Er3 粉体材料,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE)。 X射线衍射结果表明: ZnO:Er3 具有六角纤锌矿晶体结构。室温下,在365 nm激发下,在纳米ZnO宽的可见发射背景上,观测到了 Er3 的激发态4S3／2(5-49 nm)、 2H11／2(522 nm)和4F5／2(456 nm)的特征发射, ZnO:Er3 的紫外近带边发射与未掺杂的纳米晶ZnO的近带边发射比较,强度明显减弱,绿光深能级发射略有增强。分析了稀土Er3 的4S3／2、2H11／2和4F5／2激发态发射,证实了纳米ZnO基质与稀土Er3 离子之间存在能量传递。     

NaGdF_4:Nd~(3+)纳米球和纳米棒的热淬灭特性

采用水热法制备出了掺钕四氟化钆钠(NaGdF4:Nd3+)纳米球和纳米棒。用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)对纳米晶的晶型结构以及形貌进行了表征。研究了纳米晶在室温下的发光特性,并与体材料作对比。对于Nd3+发光的热淬灭特性,拟合了纳米晶和体材料在变温荧光下的实验数据。发现与体材料相比,NaGdF4:Nd3+纳米晶具有更小的热淬灭速率,纳米球与纳米棒的热淬灭速率相近。     

自组装ZnO孪晶纳米结构的透射电镜研究

由于一维纳米材料在发光等领域的巨大的应用潜力，近年来对纳米材料的研究也成为热点。ZnO作为一种宽带隙半导体材料，其纳米结构的研究受到了广泛关注。本文对自组装ZnO孪晶纳米结构进行了系统的透射电镜（TEM）研究。图1a为ZnO纳米结构的低倍TEM像，表明该纳米结构由三个成份A，B，C组成。     

确定ZnO颗粒生长方向的电子背散射衍射方法

发展了利用扫描电子显微镜(SEM)与电子背散射衍射系统(EBSD)对微晶颗粒空间取向进行表征的新方法,对以气相氧化方法制备的纳米晶ZnO颗粒的生长方向进行了测量.在样品台两个不同的倾转角度下采集两幅ZnO颗粒图像,对这两幅图做图像分析,测量各枝晶臂在样品台不同倾转角时的投影角度,可以确定ZnO颗粒枝晶臂的生长方向在样品台坐标系中的空间取向,并获得各枝晶臂的长度和夹角.由EBSD确定ZnO颗粒对应的枝晶臂晶格坐标与样品台坐标之间的空间几何关系.并根据坐标变换关系可确定枝晶臂空间生长方向的晶体学取向是沿[0001]方向.     

纳米晶ZnO:Er3+的光致发光特性

为了探讨稀土Er^3＋与纳米ZnO基质之间的能量传递，利用化学沉淀法制备了纳米ZnO：Er^3＋粉体材料，测量了样品的X射线衍射谱（XRD）、光致发光谱（PL）和激发谱（PLE）。X射线衍射结果表明；ZnO：Er^3＋具有六角纤锌矿晶体结构。室温下，在365nm激发下，在纳米ZnO宽的可见发射背景上，观测到了Er^3＋的激发态^4S3／2（549nm）、^2H11／2（522nm）和^4F5／2（456nm）的特征发射，ZnO：Er^3＋的紫外近带边发射与未掺杂的纳米晶ZnO的近带边发射比较，强度明显减弱，绿光深能级发射略有增强。分析丁稀土Er^3＋的^4S3／2、^2H11／2和^4F5／2激发态发射，证实了纳米ZnO基质与稀土Er^3＋离子之间存在能量传递。     

稀土掺杂半导体纳米发光材料研究取得新进展

稀土离子和半导体纳米晶(或量子点)本身都是很好的发光材料,二者的有效结合能否生出新型高效发光或激光器件一直是国内外学者关注的科学问题。与绝缘体纳米晶相比,半导体纳米晶的激子玻尔半径要大得多,因此量子限域效应对掺杂半导体纳米晶发光性能的影响变得很显著,从而有可能通过尺寸调     

ZnO纳米晶的发光性质

研究了量子限域体系下ZnO纳米晶随尺寸变化的发光性质。吸收边随着颗粒尺寸减小发生持续的蓝移。光致发光光谱包含两个发光峰：一个是紫外激子发射,另一个是处于绿光区的杂质或缺陷发射,均受量子限域效应调制。带边发射相对于吸收峰的Stokes移动随着颗粒尺寸减小而增大。选择激发实验发现光致发光强烈依赖于激发能。     

籽晶层退火温度对ZnO纳米棒形貌及发光特性的影响

以不同退火温度处理后的ZnO籽晶层为基底,采用水热法生长了ZnO纳米棒阵列。对制备得到的ZnO纳米棒阵列的形貌、结构以及发光特性进行了表征,分析了籽晶层的退火温度对ZnO纳米棒阵列的形貌及发光性质的影响,发现通过调节籽晶层的退火温度,可以控制ZnO纳米棒的大小及密度,并发现在经400℃退火后的籽晶层上生长的ZnO纳米棒阵列形貌最佳,发光性能最优。     

Eu3+,Li+共掺杂ZnO薄膜结构与发光性质的研究

为了研究Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜结构与发光性质,采用脉冲激光沉积方法在P型单晶Si（111）衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,其中,Eu3+作为发光中心,而Li+作为低价电荷的补偿离子和发光敏化剂。分别对样品进行了X射线衍射谱测试和光致发光谱分析。得出的数据中X射线衍射谱显示,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,X射线衍射谱中除ZnO晶向以外没有出现其它结晶峰;Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜的光致发光谱与ZnO纯晶体薄膜的发射光谱基本相似,但是掺杂ZnO薄膜的紫外发光峰却出现红移现象,峰值位于382nm处,且发光峰也不尖锐。当以395nm的激发光照射样品时,在光致发光光谱中观察到了稀土Eu3+在594nm,613nm附近的特征发光峰。结果表明,掺杂元素Eu3+,Li+均已进入到ZnO晶格中,形成了以Eu3+为发光中心的ZnO纤锌矿结构。     

ZnO纳米颗粒的紫外光探测器制备及其特性

为了发展高性能、低成本和结构简单的ZnO紫外 光探测器。在本文中,利用溶液法,制备出ZnO 纳米颗粒,采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计和荧光 光谱仪,分别 研究了ZnO纳米颗粒的形貌、晶相结构和光学特性。结果显示:样品呈球形状的颗粒,尺寸 分布在6~8.5nm 之间,平均粒径为7.1nm,为六方纤锌矿结构。发现ZnO纳米颗 粒的陡峭吸收边出现在370nm附近,在390nm 处出现一个很强的近带边发射峰和一宽泛的可见光发光带。此外,利用制备的ZnO纳米颗粒 ,旋涂在刻蚀 有叉指电极的FTO(SnO₂:F)上,制备出紫外光探测器,测试了它在暗态和365 nm紫外光照下的电流-电压(I-V) 和电流-时间(I-t)特性。结果表明:紫外光探测器的灵敏度、光响应度、响 应时间、恢复时间分别为62.4(在 －3.5V处),13.6A/W(在+5V处), 15s。另外,它的光响应机理主要由于ZnO纳米 颗粒表面吸附的氧起主导作用。     

籽晶层热处理温度对ZnO纳米棒阵列性能的影响

以不同热处理温度下制备的ZnO籽晶层为基底,采用水热法生长ZnO纳米棒阵列,对制备得到的ZnO纳米棒阵列的相结构和微观形貌以及发光特性进行了表征,分析了籽晶层热处理温度对ZnO纳米棒阵列性能的影响机理,发现在籽晶层热处理温度为450℃时,生长得到的ZnO纳米棒阵列空间取向最优,发光性能最好。     

溶液浓度对ZnO纳米棒形貌和发光的影响

为了获取高质量、高取向排列规则的ZnO纳米棒,玻璃衬底预先用脉冲激光沉积方法制备一层ZnO薄膜作为籽晶层,应用水热法在玻璃衬底上生长ZnO纳米棒。探究了籽晶层及不同溶液浓度对ZnO纳米棒结构和发光的影响,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪测量样品的形貌和结构,用组建的光致发光测试系统对样品的室温光致发光光谱进行测定。结果表明,ZnO纳米棒具有高度取向且分布致密均匀;光致发光光谱显示ZnO的近带边发射比深能级发光略低;随着溶液浓度的增加,近带边发光和深能级发光相对强度的比值依次降低。     

近红外飞秒激光照射下掺Er~(3+)纳米晶玻璃的红光-绿光调谐与增强

正3价的镧系稀土离子能级非常丰富。由于4f电子在内壳层,发光谱明锐、稳定,长时间照射不会漂泊。在红外光照射下,3价的镧系稀土离子能高效地将红外光转化为可见光发光、它们在照明、彩色显示、光存储、激光材料、生物标记等方面有广泛的应用、稀土离子发光的调谐和增强是该领域非常重要的研究课题。目前人们主要通过改变材料实现调色与增强。制备了两种掺杂Er~(3+)1%和5%的纳米晶玻璃。在1490 nm的飞秒激光照射下,浓度1%的纳米晶玻璃能够发出红光和绿光,但吸收率低,发光效率也低、高浓度的纳米晶玻璃吸收率高,发出红光的效率很高,但不能发出绿光、用800 nm飞秒激光和1490 nm飞秒激光同时照射5%的纳米晶玻璃,发现不但红光(660 nm)发光有所增强,绿光(550 nm)发光随800 nm激光的功率迅速增强。研究了红光和绿光随两柬光的延迟时间、功率的变化规律,发现红光-绿光的光强对比度可以非常方便地任意调节。实现了高浓度掺杂Er~(3+)纳米晶玻璃同一种样品的红光-绿光发光增强与调谐,并讨论了发光机制。     

多种ZnO纳米结构和ZnO/ZnS核壳结构的制备

以Zn(NO3)2.6H2O和CO(NH2)2为原料,采用均匀沉淀法,制备出了棒状、花状、球状纳米氧化锌(ZnO)。将ZnO微球体分散在Na2S溶液中,通过离子替代法,成功制备了ZnO/ZnS核壳结构。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对ZnO纳米结构和ZnO/ZnS核壳结构的晶体结构和表面形貌进行了表征,初步探讨了纳米ZnO和ZnO/ZnS核壳结构的生长机理。根据测试结果得知,ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿结构,随着Zn2+浓度逐渐增加,ZnO纳米结构形貌由单分散的棒状聚集成花状,最后演变成球形。ZnO/ZnS复合结构为内核ZnO,外面包覆一层ZnS的核壳结构。所有的纳米ZnO均具有相似的发光特点,ZnO/ZnS核壳结构的发光性能有了很大的改善。     

回力标形状的ZnO纳米棒的制备和光致发光特性(英文)

在1 050°C条件下,利用碳热蒸发的方法在NiO覆盖的Si(100)衬底上制备了回力标形状的ZnO纳米棒,这是一种新的ZnO的纳米结构。通过结构分析,发现这种回力标形状的ZnO纳米棒具有纤锌矿结构。室温的光致发光图谱中有两个发光峰:380nm附近的弱近紫外发光峰和524nm及575nm附近较宽的绿光发光峰。拉曼谱以及X电子能量谱也用于研究其性质。最后讨论了缓冲层的作用及ZnO纳米棒的生长机理。