ZnO纳米线阵列修饰对材料表面浸润性调控

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO薄膜,利用溶剂热沉积法获得大面积均匀ZnO纳米线阵列。通过对水在ZnO材料表面的浸润性研究,发现薄膜材料表面的粗糙度对ZnO膜亲水性有增强作用,而周期性ZnO阵列微结构表面可以实现其疏水性质增强效果。同时从理论上分析了这两种现象的物理机制,讨论了空气填隙对ZnO纳米线阵列表面的浸润性质的敏感性。制备出ZnO纳米线阵列的表观接触角约为103°,具有较强的疏水性质,可为进一步的ZnO光流控研究提供实验基础。     

聚乙二醇辅助电沉积ZnO纳米棒阵列的研究

以聚乙二醇（PEG-400）为添加剂,采用恒电位方法直接在ITO导电玻璃上制备了ZnO纳米棒阵列膜,用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等分析手段对ZnO纳米棒阵列的形貌和结构进行了表征。结果表明所得ZnO纳米棒为六方纤锌矿型单晶结构,沿着垂直于基底的c轴极性生长,呈现出均匀的六方棒状形貌;在电沉积初期,PEG-400通过其大分子链的空间位阻作用及包覆作用对ZnO成核粒子的形貌和分散性产生显著影响,进而可以有效调整进一步生长所得ZnO纳米棒阵列的密度和垂直度,当PEG-400在电沉积液中的体积分数为2%时,可以得到取向良好垂直度高的纳米棒阵列;光电性能测试表明,ZnO纳米棒阵列膜电极的光电流随着阵列规整度提高而增大。     

ZnO纳米棒阵列和薄膜的同步外延生长及其光电化学性能

使用化学气相沉积法在a面蓝宝石衬底上同步外延生长氧化锌(ZnO)竖直纳米棒阵列和薄膜,研究了阵列和薄膜的光电化学性能。结果表明,纳米结构中的竖直单晶纳米棒有六棱柱形和圆柱形,其底部ZnO薄膜使竖直纳米棒互相联通。与ZnO纳米薄膜的比较表明,这种纳米结构具有优异的光电化学性能,其入射光电流效率是ZnO纳米薄膜的2.4倍;光能转化效率是ZnO纳米薄膜的5倍。这种纳米结构优异的光电化学性能,可归因于其高表面积-体积比以及其底部薄膜提供的载流子传输通道。本文分析了这种纳米结构的生长过程,提出了协同生长机理：Au液化吸收气氛中的Zn原子生成合金,合金液滴过饱和后ZnO开始成核,随后在衬底表面生成了ZnO薄膜。同时,还发生了Zn自催化的气-固(VS)生长和Au催化的气-液-固(VLS)生长,分别生成六棱柱纳米棒和圆柱形纳米棒,制备出底部由薄膜连接的竖直纳米棒阵列。     

ZnO纳米棒阵列、纳米片及其发光和光催化特性

首先通过溶胶-凝胶法在Si片基底上制备1层ZnO纳米薄膜,作为纳米棒的晶种层,然后利用金属浴沉积法在ZnO纳米薄膜基础上制备择优取向的ZnO纳米棒阵列,最后通过水热法二次成核结晶形成纳米片。研究证明,ZnO纳米棒阵列和纳米片均沿着c轴取向。在Cu2+抑制极性面生长的作用下,形成的ZnO纳米片结构均匀,分布面积广,单片ZnO纳米片的厚度约为8 nm,面积呈平方微米级,较大的有40μm2左右。ZnO纳米结构的生长取向对其物理化学性能具有重要影响。高度沿c轴取向的ZnO纳米棒有利于紫外光发射和激光器的发展,但极性面的缩小不利于光催化反应。     

氧化铝模板制备ZnO纳米有序阵列及其光致发光性能研究

介绍了在多孔氧化铝模板(AAM)中沉积Zn阵列后将其加热氧化，得到单晶六角纤锌矿结构的ZnO／AAM纳米线有序阵列体系。研究了不同的氧化温度对Zn向ZnO转化和ZnO纳米阵列光致发光性能的影响。     

在二氧化钛修饰的基体上生长氧化锌纳米棒阵列的研究

以硝酸锌和六亚甲基四胺为主要原料,采用简单、低温的水热法在预先用金红石二氧化钛薄膜修饰过的硅基体上生长了高取向性的ZnO纳米棒阵列．运用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对产物的结构和形貌进行了表征．并且讨论了溶液浓度对ZnO形貌的影响．测试结果表明,在0．025mol／L的Zn(NO3)2·6H2O和C6H12N4水溶液中70℃反应4h后的ZnO纳米棒的平均直径为100nm,平均长度为1μm,属于六方纤锌矿结构且沿c轴择优取向生长．并且对制备出的ZnO纳米棒阵列薄膜进行了室温下的荧光测试,发现ZnO纳米棒阵列膜在389nm处具有很强的紫外发射峰,在466nm处有一个比较弱的发射峰．     

阵列纳米ZnO的一种新颖的制备方法及其光致发光特性研究

将锌粉、炭粉和氧化锌粉末混合,用简单的热蒸发方法一步就合成了大量的尖锥状纳米ZnO阵列,该方法克服了其它制备方法需要先单独制备催化剂再合成ZnO的缺点而且得到产物不含杂质.用SEM、EDX、XRD和PL对样品进行了形貌、结构和发光特性分析.结果表明,生成的锥状阵列纳米ZnO为六方纤锌矿结构,产物中氧的含量不足,初步探讨了阵列纳米ZnO结构的生长机理和光致发光性质.     

低温水热法生长ZnO纳米棒阵列的电子结构及光学特性(英文)

使用低温水热法在Si衬底上生长ZnO纳米棒阵列.通过X射线衍射和扫描电子显微镜对ZnO纳米棒的结晶性和形貌进行观测.结果表明,六棱柱形ZnO纳米棒沿c轴方向的阵列性良好,且均匀致密的生长在衬底上.室温光致发光谱表明应用低温水热法可以得到光学性质良好的ZnO纳米棒阵列.使用同步辐射对ZnO纳米棒阵列的氧K带边进行X射线吸收近带边谱测量,研究了不同半径ZnO纳米棒阵列的局部电子结构及其半径对电子结构的影响.另外,对ZnO纳米棒及ZnO薄膜的局部电子结构进行了对比研究.     

热蒸发法ZnO纳米棒阵列的研究

采用热蒸发的方法在ZnO薄膜缓冲层上成功制备了高密度的ZnO纳米棒阵列，其中ZnO薄膜缓冲层是通过PLD（Pulsed Laser Deposition）的方法制得。与已有的报道不同，该方法未使用任何金属催化剂。X射线衍射仪（XRD）以及场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）的结果表明，实验得到的ZnO纳米棒阵列整齐垂直排列在衬底上．此外，在常温下测量得到的光致发光（PL）谱和透射电子显微镜显示该ZnO纳米棒阵列结晶较好，无明显的缺陷,研究结果表明纳米棒阵列的形成主要归因于ZnO纳米棒和薄膜之间完美的晶格匹配。     

后续的KOH腐蚀对ZnO纳米棒阵列及性能的影响

采用化学沉积和KOH腐蚀结合的方法,在FTO导电玻璃上制备了ZnO纳米棒阵列。用XRD、SEM、I-V曲线对ZnO纳米棒阵列的结构和性能进行了表征。结果表明:ZnO纳米棒为单晶,属于六方纤锌矿结构。后续的KOH腐蚀有利于ZnO纳米阵列形貌的改变及光电性能的提高,将ZnO纳米棒阵列作为光阳极制备染料敏化太阳能电池,被KOH腐蚀后的ZnO纳米棒阵列的光电转换效率(η)、短路电流(Jsc)、开路电压(Voc)分别达到1.2%、0.006A/cm2、0.557V,与未被KOH腐蚀的ZnO纳米棒相比,光电转换效率提高了1.05%。