最新刊期

    2008年第29卷第3期

      论文

    • ZnO纳米线阵列的定向生长、光致发光及场发射性能

      方国家, 王明军, 刘逆霜, 李春, 艾磊, 李军, 赵兴中
      2008, 29(3): 421-424.
      摘要:采用光刻和脉冲准分子激光沉积技术在Si衬底上制备了图形化的ZnO种子层薄膜。分别采用气相输运和水热合成法,制备了最小单元为30μm的图形化的垂直定向生长的ZnO纳米线阵列。X射线衍射(XRD)分析显示ZnO纳米线阵列具有高度的c轴[001]择优取向生长特性。从扫描电子显微镜(SEM)照片看出,阵列图形完整清晰,边缘整齐。纳米线阵列室温下光致发光(PL)谱线中在380nm左右具有强烈的紫外发射峰,可见光区域发射峰得到了抑制,证明ZnO纳米线缺陷少,晶体质量高。场致电子发射测量表明,ZnO纳米线阵列开启电场和阈值电场分别为2.3,4.2V/μm,具有较好的场致电子发射性能。  
      关键词:ZnO纳米线阵列;光致发光;场致电子发射   
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      更新时间:2020-08-12
    • 掺杂DCJTB聚合物电化学池(LEC)的发光性质

      李扬舟, 滕枫, 雷月清, 侯延冰
      2008, 29(3): 425-428.
      摘要:通过在聚合物电化学池(LEC)发光器件的发光材料MEH-PPV中掺杂红光染料DCJTB,对LEC器件的发光性质进行研究。基于器件结构为ITO/MEH-PPV+PEO+LiCF3SO3/Al的薄膜LEC器件,其电致发光峰在570nm左右,通过在MEH-PPV与PEO的混合膜中掺杂不同比例的红光染料DCJTB,随着掺杂比例的增加,器件的发光峰由570nm向红光波段移动,通过控制DCJTB的掺杂比例制备了发光峰在570~650nm连续变化的LEC电致发光器件。对其分析认为从LEC主体发光聚合物MEH-PPV到染料DCJTB间发生了良好的能量传递。  
      关键词:聚合物发光电化学池;MEH-PPV;红光染料DCJTB;掺杂;能量传递   
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      更新时间:2020-08-12
    • ITO阳极电阻对有机电致发光器件性能的影响

      韩世良, 袁永波, 连加荣, 周翔
      2008, 29(3): 429-432.
      摘要:以不同方块电阻的ITO作为阳极,利用真空热蒸发的方法制备了双层结构有机电致发光器件ITO/TPD/Alq3/LiF/Al,定量研究了ITO阳极电阻对器件光电性能的影响。实验结果表明,具有较大阳极电阻的器件在一定的驱动电压下表现出较低的电流密度和亮度,我们认为主要原因是阳极电阻的分压导致用于载流子注入的有效驱动电压减少。扣除阳极电阻以后,我们发现用于载流子注入的有效驱动电压并不受阳极电阻的影响。另外,我们没有观察到阳极电阻对器件发光效率的明显影响。  
      关键词:有机电致发光器件;ITO;电阻   
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      更新时间:2020-08-12
    • 薄膜生长速率对有机光伏器件性能的影响

      黄启雄, 袁永波, 连加荣, 周翔
      2008, 29(3): 433-436.
      摘要:采用真空热蒸发镀膜的方法制备了酞菁铜(CuPc)和富勒烯(C60)构成的平面异质结结构光伏器件,并初步研究了CuPc薄膜生长速率对器件光伏性能的影响,我们发现以较大薄膜生长速率制备的器件表现出较大的短路电流和能量转换效率。X射线衍射和原子力显微镜观察的结果表明生长速率较大的CuPc薄膜结晶相含量较少,薄膜结构较均匀、致密、平整,这可能使得CuPc薄膜激子扩散和载流子迁移特性得到提高,也可能改善其与C60受主薄膜和ITO阳极的接触,并有利于载流子的分离和收集,从而表现出较好的光伏特性。  
      关键词:有机光伏器件;薄膜;生长速率   
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      更新时间:2020-08-12
    • P-MBE制备氮掺杂p型ZnO中空穴的散射机制

      孙建武, 吕有明, 刘益春, 申德振, 张振中, 李炳辉, 张吉英, 姚斌, 赵东旭, 范希武
      2008, 29(3): 437-440.
      摘要:利用等离子体辅助的分子束外延(P-MBE)技术,在蓝宝石衬底上制备了氮掺杂的p型ZnO薄膜。通过变温霍尔测量研究了空穴浓度和迁移率随温度的变化特性。对载流子浓度拟合的结果表明氮受主具有75meV的能级深度。通过对各种散射机制下迁移率的讨论,发现由晶粒及其晶界组成的这种结构极大地降低了p型ZnO中载流子的迁移率。  
      关键词:氧化锌;p型掺杂;散射机制;P-MBE   
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      更新时间:2020-08-12
    • MOCVD生长中载气H2对N掺杂ZnO 性质的影响

      刘雪冬, 顾书林, 李峰, 朱顺明, 刘伟, 叶建东, 单正平, 刘少波, 汤琨, 朱光耀, 张荣, 郑有炓
      2008, 29(3): 441-446.
      摘要:采用MOCVD方法在石英衬底上生长ZnO。实验使用二乙基锌(DEZn)为锌源,N2O作为氧和氮源,H2作为载气。采用PL和Raman光谱方法对ZnO样品进行表征,结果表明H2的加入大幅度减少薄膜中碳的掺入,明显改善了薄膜的光学质量。采用N2O离化技术,可以进一步提高其带边峰的强度,抑制带内发光。XRD测量表明,生长的ZnO薄膜具有c轴择优取向。目前生长高质量N掺杂的p型ZnO薄膜是很困难的,而H2作为载气的加入明显改善了ZnO薄膜的光学性质,在生长过程中加入H2将为获得高质量N掺杂的p型ZnO薄膜提供一种途径。  
      关键词:氧化锌;载气;金属有机源化学气相沉积;离化   
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      更新时间:2020-08-12
    • 氢化后ZnO发光性质的变化

      张源涛, 马艳, 张宝林, 杜国同
      2008, 29(3): 447-450.
      摘要:通过低温光致发光(PL)谱研究氢化对ZnO发光性质的影响。氢通过一个直流等离子体发生装置引入到ZnO晶体。研究发现氢的引入影响了束缚激子的相对发光强度,特别是I4峰(3.363eV)的强度增加和3.366eV峰出现。比较未氢化样品,氢化样品PL谱显示不同的温度依赖。  
      关键词:氧化锌;氢化;退火;光致发光光谱   
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      更新时间:2020-08-12
    • 退火对ZnO薄膜光学特性的影响

      张锡健, 王国强, 王卿璞, 龚小燕, 吴小惠, 马洪磊
      2008, 29(3): 451-454.
      摘要:用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备出ZnO薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)谱等研究了退火温度对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。测量结果显示,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,具有沿c轴的择优取向;随着退火温度的升高,(002)XRD峰强度和平均晶粒尺寸增大,(002)XRD峰半高宽(FWHM)减小,光致发光紫外峰强度增强。结果证明,用射频磁控溅射法通过适当控制退火温度可得到高质量ZnO薄膜。  
      关键词:ZnO薄膜;射频磁控溅射;退火   
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      更新时间:2020-08-12
    • 自持金刚石厚膜上沉积生长ZnO薄膜及发光特性

      孙剑, 白亦真, 谷建峰, 刘明, 张庆瑜, 姜辛
      2008, 29(3): 455-459.
      摘要:采用磁控溅射在自持CVD金刚石厚膜的成核面上制备了ZnO薄膜,并实验研究了其生长特性和发光特性随O2和Ar流量的变化。利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)光谱、电子探针(EPMA)和霍尔测量对样品进行了检测。结果表明,在O2/Ar比值约为1时沉积得到的ZnO薄膜取向较一致,呈现高阻的状态并且发光性能最好。  
      关键词:声表面波滤波器;金刚石;ZnO薄膜;磁控溅射   
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      更新时间:2020-08-12
    • Ag掺杂对ZnO薄膜的光电性能影响

      王经纬, 边继明, 梁红伟, 孙景昌, 赵涧泽, 杜国同
      2008, 29(3): 460-464.
      摘要:采用超声喷雾热分解法在石英衬底上以醋酸锌水溶液为前驱体,以硝酸银水溶液为Ag掺杂源,以高纯O2为载气生长了Ag掺杂ZnO(ZnO:Ag)薄膜。研究了Ag掺杂ZnO薄膜的表面结构、电学和光学性质。结果表明所得ZnO:Ag薄膜表面结构良好,扫描电子显微镜(SEM)测试表明薄膜表面光滑平整,结构致密均匀;在室温光致发光(PL)光谱中检测到很强的近带边紫外发光峰;透射光谱中观测到非常陡峭的紫外吸收截止边和较高的可见光区透过率,表明薄膜具有较高的晶体质量与较好的光学特性;霍尔效应测试表明,在550℃下获得了p型导电的ZnO:Ag薄膜。  
      关键词:ZnO:Ag薄膜;超声喷雾热分解;p型掺杂;Hall效应   
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      更新时间:2020-08-12
    • 氮掺杂氧化锌薄膜的光电特性

      王双江, 吴惠桢, 金国芬, 张莹莹, 陈笑松, 徐天宁
      2008, 29(3): 465-469.
      摘要:采用气体反应电子束蒸发法,氨气氛下在玻璃上沉积了氮掺杂氧化锌(ZnO)薄膜。AFM观察发现氨气氛下生长的氮掺杂氧化锌薄膜表面比未掺杂样品的粗糙度略高,且随氨气压的增加粗糙度也随之增加,这可能与氨气氛对ZnO生长表面的轻微腐蚀作用有关,但表面依然比较平整。XRD分析显示,(0002)衍射峰位没有发生移动,但是氮掺杂后衍射峰的线宽比未掺杂样品稍有增加,衍射峰的半峰全宽由非掺杂ZnO的0.261°增加到0.427°。氧化锌掺氮后电阻率提高了4~7个数量级,达到了降低ZnO中电子浓度的目的。  
      关键词:氮掺杂氧化锌薄膜;原子力显微镜;X射线衍射;光致发光光谱;电阻率   
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      更新时间:2020-08-12
    • 氧化锌晶体的水热法生长及性能表征

      左艳彬, 周卫宁, 张昌龙, 杭寅, 霍汉德, 覃世杰, 卢福华, 顾书林, 张海霞, 白浪
      2008, 29(3): 470-474.
      摘要:报道以块状氧化锌陶瓷为培养料,KOH、LiOH和H2O2的混合水溶液为矿化剂体系,采用水热法生长出尺寸为30mm×38mm×8mm的氧化锌晶体。氧化锌晶体+c(0001)和-c(0001)方向的生长速度分别为0.17,0.09mm/day。+c面的颜色为浅绿色,而-c面的颜色为深褐色。在室温下测得+c面的载流子浓度为104cm-3,电阻率为80Ω·cm,迁移率为100cm2/V·s。晶体(0001)面的双晶摇摆曲线的FWHM为45arc-sec。对氧化锌晶体+c面在室温条件下的光致发光谱和吸收光谱进行了测试分析。  
      关键词:氧化锌晶体;水热法;晶体生长;衬底   
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      更新时间:2020-08-12
    • 弯曲表面上ZnO亚微米棒阵列的制备

      武祥, 江鹏, 解思深, 王中林
      2008, 29(3): 475-478.
      摘要:以ZnS和金属Zn粉末混合物为蒸发源以及金属Zn片为衬底,利用热蒸发气相沉积方法,在弯曲的金属Zn微球表面上,成功地获得了ZnO亚微米棒阵列结构。场发射扫描电镜研究表明:在弯曲的Zn微球表面,能自组织地生长出大量的截面为六边形的ZnO亚微米棒,这些亚微米棒的平均直径为500nm,长约1μm。棒的顶部是平滑的。能量散射X射线谱结果表明:合成的产品只存在Zn和O两种元素,其成分比例接近1:1。没有观察到S元素。光致发射(PL)光谱显示:在387nm紫外波长处,出现一个强的半峰全宽为16nm的窄发光峰,可归属于ZnO的近带边发光,而509nm左右较弱的宽峰则源于界面缺陷态发光。这些研究结果说明我们所合成的这种ZnO亚微米棒阵列材料在紫外受激发射器件方面有着潜在的应用价值。  
      关键词:氧化锌;热蒸发;亚微米棒阵列;紫外发光   
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      更新时间:2020-08-12
    • Co掺杂ZnO薄膜的结构和磁学性能

      彭英姿, 叶志高, 叶志镇, 汪友梅, 朱丽萍
      2008, 29(3): 479-485.
      摘要:研究了用单束脉冲激光沉积法制备的Co掺杂ZnO薄膜的结构和磁学性能。XRD表征结果表明制备的薄膜是具有沿c轴择优取向的纤锌矿点阵结构。然而,进一步的高分辨电子显微镜结果显示整个样品上的晶体取向并不完全相同。很难说明形成了单晶。结果分析表明Co占据了部分Zn的格点,并对电子结构产生了影响。室温下观察到了磁滞回线,显示掺杂Co可以实现ZnO的磁性翻转,但磁性比较小。该薄膜与我们以前用双束脉冲激光沉积法制备的Co掺杂ZnO薄膜具有相似的性能,提示我们其内部的机制可能相似。  
      关键词:Co掺杂ZnO;稀磁半导体;脉冲激光沉积法;磁性   
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      更新时间:2020-08-12
    • 脉冲激光沉积法(PLD)生长Co掺杂ZnO薄膜及其磁学性能

      叶志高, 朱丽萍, 彭英姿, 叶志镇, 何海平, 赵炳辉
      2008, 29(3): 486-490.
      摘要:采用脉冲激光沉积(PLD)法在单晶Si(100)及石英衬底上生长Co掺杂ZnO薄膜,并且比较了不同生长条件下薄膜的性能。实验观察到了700℃、0.02Pa氧压气氛下生长的Co掺杂ZnO薄膜显示室温磁滞回线。采用XRD、SEM等手段对Co掺杂ZnO薄膜的晶体结构及微观形貌进行了分析,得到的ZnO薄膜具有高度的c轴择优取向,结构比较致密,表面平整度较高,并且没有发现Co的相关分相,初步表明Co有效地掺入了ZnO的晶格当中。霍尔测试表明Co掺杂ZnO薄膜样品保持了半导体的电学性能,电阻率为0.04Ω·cm左右,载流子浓度约为1018/cm3,迁移率都在18.7cm2/V·s以上。实验结果表明材料保持了ZnO半导体的性能,并具有室温铁磁性。  
      关键词:氧化锌;磁性;Co掺杂;脉冲激光沉积   
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      更新时间:2020-08-12
    • 在不同衬底温度下用直流反应磁控溅射法制备p型ZnO薄膜

      简二梅, 叶志镇, 刘暐昌, 何海平, 顾修全, 朱丽萍, 赵炳辉
      2008, 29(3): 491-494.
      摘要:采用直流反应磁控溅射方法,通过改变衬底温度并优化生长参数,在玻璃衬底上生长了In-N共掺p型ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)测试表明,所得薄膜结晶性能良好,且具有很好的c轴择优取向。Hall测试的结果所得p型ZnO薄膜最低电阻率为35.6Ω·cm,霍尔迁移率为0.111cm2·V-1·s-1,空穴浓度为1.57×1018cm-3。X光电子能谱(XPS)测试表明,铟元素已有效地掺入了ZnO薄膜中,且铟元素有效地促进了氮元素的掺入。紫外可见(UV)透射谱测试表明,在可见光范围内所有薄膜透光率均可达90%。  
      关键词:p型导电;In-N共掺;直流反应磁控溅射法;ZnO薄膜   
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      更新时间:2020-08-12
    • ZnO薄膜的椭偏和DLTS特性

      刘磁辉, 苏剑锋, 张伟英, 田珂, 傅竹西
      2008, 29(3): 495-498.
      摘要:用射频磁控溅射在硅衬底上淀积氧化锌薄膜,并对样品分别作氮气、空气、氧气等不同条件下退火处理。为研究退火气氛对ZnO/Si薄膜中缺陷以及折射率的影响,由深能级瞬态谱(DLTS)以及椭偏测量方法进行了检测。椭偏测量结果表明相对原始生长的样品,在氮气和空气退火使ZnO薄膜折射率下降,但氧气中退火使折射率升高。我们对折射率的这种变化机理进行了解释。DLTS测量得到一个与Zni* *相关的深能级中心E1存在,氧气气氛退火可以消除E1能级。在氮气退火情况下Zni* *的存在对抑制VO引起的薄膜折射率下降有利。  
      关键词:氧化锌;热退火;深能级;光电特性   
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      更新时间:2020-08-12
    • 衬底类型对于Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜性能的影响

      叶康, 叶志镇, 胡少华, 赵炳辉, 何海平, 朱丽萍
      2008, 29(3): 499-502.
      摘要:利用直流反应磁控溅射技术分别在玻璃、n-〈111〉Si、氧化硅(SiO2/Si)、石英衬底上制得Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Hall实验、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对不同衬底上生长的ZnMgO薄膜的性能进行表征。结果表明,Ga-N共掺杂p型ZnMgO薄膜具有高度c轴择优取向的结构特征。生长在玻璃、(111)Si和氧化硅衬底上的ZnMgO薄膜显示p型导电性,而生长在石英衬底上的ZnMgO薄膜显示n型导电性。生长在氧化硅片衬底上的共掺杂ZnMgO薄膜的晶体质量和电学性能最优,载流子浓度为2.28×1017cm-3,电阻率为27.7Ω·cm。而且其表面形貌明显不同于生长在其他衬底上的薄膜。Ga2p和N1s的XPS谱表明Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜中存在Ga-N键,有利于N的掺入,从而易于实现p型生长。  
      关键词:ZnMgO薄膜;Ga-N共掺杂;磁控溅射;衬底   
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      更新时间:2020-08-12
    • N 掺杂ZnO薄膜的接触特性

      单正平, 顾书林, 朱顺明, 刘伟, 刘少波, 刘雪冬, 汤琨, 张荣, 郑有炓
      2008, 29(3): 503-507.
      摘要:氧化锌(ZnO)是一种直接带隙半导体材料,室温下带隙为3.37eV,激子束缚能为60meV。ZnO因其优越的光电特性在高亮度蓝紫光发光器件、紫外探测器件和短波长激子型激光器等方面具有广阔的应用前景。而要实现大功率的光电器件,稳定可靠的欧姆接触是必需的。研究了氮气氛条件下,不同温度快速退火对氮掺杂ZnO样品的电学性质以及Ni/Au与其接触特性的影响。原生样品表现为弱的肖特基接触,适当温度退火后,由肖特基转成了欧姆接触,650℃退火后得到最小比接触电阻率8×10-4Ω·cm2。霍尔测量表明550℃快速退火后,样品的导电类型由p型转变成了n型。采用AES和GXRD分别研究了不同退火温度下Au、Ni、Zn、O的深度分布变化及退火后所生成的合金相。实验结果表明,退火所导致的薄膜电学性质的变化以及界面态和表面态的增加是接触特性变化的原因。  
      关键词:N掺杂ZnO;Ni/Au;快速退火;欧姆接触   
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      更新时间:2020-08-12
    • 用于氮化镓发光二极管窗口层的铝掺杂氧化锌的生长

      吴嘉城, 林伯融, 陈采宁, 游亭恩, 武东星
      2008, 29(3): 508-512.
      摘要:因应新时代电子产品的需求,透明导电薄膜(Transparent Conductive Oxides,TCO)的应用也更加广泛,传统上是使用氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)薄膜为透明导电薄膜,但其在高温应用上较不稳定并且易放出毒性,因此,铝掺杂氧化锌薄膜(ZnO:Al,AZO)有逐渐取代ITO的趋势。本论文将探讨掺杂不同铝含量的影响,并且就其光电特性加以说明,最后得到其光的透过率~85%、电阻率~7.3×10-3Ω·cm以及面粗糙度~28nm的铝掺杂氧化锌薄膜,其具有表面粗化、电流分布层及窗口层的作用。并且将掺铝的氧化锌薄膜应用于氮化镓发光二极管上,以掺铝氧化锌微结构作为透明传导层的氮化镓发光二极管(λD=530nm,300×300μm)在20mA的工作电流下,其正向电压值为3.3V,输出功率达1.7mW,并且由光学显微镜图可以得知,小电流注下其电流分布均匀。若将AZO制作参数再作适当优化调整,取代ITO作为p型氮化镓上的透明传导层的可行性应该很高。  
      关键词:铝掺杂氧化锌薄膜;表面粗化;电流分布层;窗口层   
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      更新时间:2020-08-12
    • ZnO纳米球的溶剂热合成及其结构和光学性质

      徐洪图, 宁月辉, 梁佳琪, 徐长山, 刘玉学, 李兴华, 乔虹桥, 陈雪莲, 刘益春
      2008, 29(3): 513-518.
      摘要:针对目前采用溶剂热方法制备的ZnO纳米球尺寸比较大,而模板法制备技术又比较复杂的缺点,用六甲基次胺(HDA)作为辅助试剂,采用溶剂热法制备出了小尺寸的ZnO纳米球。本方法不采任何模板,制备过程简单易操作,重复性好。在场发射电子显微镜下可清楚地看到所制得纳米球尺寸分布比较均匀,每一个纳米球都是由许多粒径在20~30nm的小球共同组成的。X射线衍射结果表明所得产物均为六角纤锌矿结构的ZnO。用谢乐公式算得的粒子尺寸在5~11nm,而且随着制备时间的延长和制备温度的升高,ZnO激子吸收峰发生红移,显示出明显的量子限制效应,这表明那些小球可能是由尺寸更小的ZnO纳米粒子所组成。光致发光谱中紫外发射与可见发射的强度比随着制备时间的延长和制备温度的升高而大,表明ZnO纳米粒子的尺寸增大,结晶性变好。  
      关键词:氧化锌;纳米球;溶剂热;光学性质;结构性质   
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      更新时间:2020-08-12
    • 无催化法制备ZnO纳米针的结构及光学特性

      于东麒, 李娇, 胡昊, 孙景昌, 张贺秋, 赵子文, 付强, 杜国同, 胡礼中
      2008, 29(3): 519-522.
      摘要:采用无催化脉冲激光沉积(PLD)方法,在InP(100)衬底上生长纳米ZnO针状结构。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及光致发光(PL)谱等对ZnO纳米针的形貌、晶体结构和光学特性表征。SEM图像观察到ZnO纳米针状结构具有一定的取向性。XRD测试在2θ=34.50°处观测到强烈的ZnO(002)衍射峰,证实ZnO纳米针具有较好的c轴择优取向。室温PL谱在379nm处观察到了较强的自由激子发射峰(半峰全宽为13.5nm),而微弱的深能级跃迁峰位于484nm,二者峰强比值为11:1,表明生长的纳米ZnO结构具有较高的光学质量。  
      关键词:ZnO纳米针;脉冲激光沉积;光致发光光谱;X射线衍射   
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      更新时间:2020-08-12
    • La、Ce掺杂ZnO纳米晶的发光特性

      吴莉莉, 吴佑实, 邹科, 盖红德
      2008, 29(3): 523-526.
      摘要:共沉淀法制备了稀土镧、铈掺杂的ZnO半导体纳米晶。X射线衍射(XRD)结果表明:掺杂的ZnO纳米晶为六方纤锌矿结构,随掺杂浓度增加ZnO粒径减小。对铈掺杂纳米ZnO,以波长380nm激发,在443nm处出现了半峰宽较窄的强的蓝光发射峰;镧掺杂ZnO纳米晶则为从418~610nm的多峰宽带发射。  
      关键词:共沉淀法;纳米ZnO;稀土掺杂;光致发光   
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      更新时间:2020-08-12
    • 纳米ZnO生长及性质分析

      刘少波, 顾书林, 刘伟, 张丹羽, 刘雪冬, 朱顺明, 丁维平, 张荣, 郑有炓
      2008, 29(3): 527-531.
      摘要:利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术,在表面含有ZnO颗粒作为催化剂的Si(111)衬底上制备了ZnO纳米柱阵列。采用X射线衍射(XRD)、喇曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)谱分析了样品的晶体结构质量、表面性质和光学性质。结果表明,生长出来的纳米ZnO具有较好的c轴择优取向性。发现氧分压对ZnO纳米柱的生长有重要影响:当氧分压较低时,生长基于VLS机制;当氧分压较高时,生长基于VS机制;通过对N2O流量的控制可实现对ZnO纳米材料的可控生长。  
      关键词:ZnO纳米柱;气-液-固/气-固生长机制;低压金属有机化学气相沉积法   
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      更新时间:2020-08-12
    • Sn掺杂ZnO纳米晶的水热法制备及光学性能

      刘宝, 吴佑实, 吴莉莉, 田芳, 窦珍伟, 毛宏志
      2008, 29(3): 532-536.
      摘要:以ZnCl2和NaOH为原料,用SnCl4·4H2O作掺杂剂,通过水热法合成了Sn掺杂ZnO纳米颗粒。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及光致发光(PL)光谱等测试技术对样品的物相、形貌及光学性能进行了表征。结果表明:制得的Sn掺杂ZnO纳米粒子具有六角纤锌矿结构。随着锡掺杂浓度的增大,纳米晶的平均粒度增加,晶体形貌由短棒状向单锥和双锥状转变;提高前驱液的pH值,所得样品的形貌由长柱状向短柱状转变。室温下,观测到三个光致发光带,一个峰值在433nm处的强紫光发射峰,一个约在401nm处的近紫外发光峰及一个在466nm处的弱蓝光发光峰。在实验掺杂浓度范围内,Sn的掺杂只是改变纳米ZnO的发光强度,对发光峰位置影响不大。  
      关键词:ZnO纳米晶;水热合成;Sn掺杂;光学性能   
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      更新时间:2020-08-12
    • 尺寸均匀的ZnO纳米颗粒的固相生长及性能

      别亚青, 林三井, 詹自敏, 叶英博, 王引书
      2008, 29(3): 537-541.
      摘要:用Zn的酮酸肟化盐及该盐在NaCl和Li2CO3中的分解生长了ZnO纳米颗粒,观察了纳米颗粒的形态和尺寸分布,分析了纳米颗粒的结构和光谱特性,讨论了NaCl和Li2CO3的作用及生长温度对ZnO形态和尺寸的影响。在320℃下,纯的Zn酮酸肟化盐单独分解和在NaCl或NaCl和Li2CO3中分解都形成半径约7nm的球形颗粒,但在NaCl或NaCl和Li2CO3中分解形成的颗粒尺寸比较均匀,并且颗粒具有强的紫外光荧光;生长温度降低到300℃无ZnO形成,温度升高到450℃颗粒聚集长大,进一步升高温度,出现大尺寸的棒状结构,ZnO的尺寸和形态主要依赖于分解温度。  
      关键词:ZnO纳米颗粒;尺寸分布;生长温度;光谱特性   
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      更新时间:2020-08-12
    • 四针氧化锌制备及其场致发射特性

      屈科, 张晓兵, 雷威, 侯凯, 李驰, 杨夏喜
      2008, 29(3): 542-546.
      摘要:采用了VS(Vapor-Solid)的方法制备了四针状ZnO,以此作为场致电子发射的冷阴极材料。并对材料进行了扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)测试分析,揭示其表面形态和晶体结构。同时将阴极与印刷有荧光粉的阳极板组装成二极管结构场致发射显示屏,并进行了场致发射特性实验。该二极管结构的开启电压为3.6V/μm,其阈值电压为6.6V/μm,相应的电流密度为0.2mA/cm2,并且具有稳定的电流密度和均匀的显示效果。实验证明ZnO是一种优良的场致发射冷阴极材料,具有广阔的应用前景。  
      关键词:四针状ZnO;场致发射;纳米材料;平板显示器   
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      更新时间:2020-08-12
    • 库仑场对非对称量子点中强耦合极化子声子平均数的影响

      许杰, 肖景林
      2008, 29(3): 547-550.
      摘要:采用线性组合算符和幺正变换方法研究库仑场对非对称量子点中强耦合极化子振动频率和声子平均数的影响。导出量子点中强耦合束缚极化子振动频率和声子平均数随量子点的横向和纵向有效受限长度,库仑束缚势和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明:非对称量子点中强耦合束缚极化子的振动频率和声子平均数随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大。随库仑束缚势和电子-声子耦合强度的增加而增大。  
      关键词:非对称量子点;束缚极化子;声子平均数;线性组合算符   
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      更新时间:2020-08-12
    • 生长温度对纳米氧化锌场发射性能的影响

      杨夏喜, 张晓兵, 杨扬, 雷威, 李晶, 屈科, 张鹏, 李驰, 丁美斌
      2008, 29(3): 551-556.
      摘要:采用锌粉和银粉为蒸发源,用热蒸发法不同温度下制备了四针状纳米氧化锌,并以单独的锌粉做对照。采用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌,X射线衍射(XRD)谱表征其晶体结构。采用丝网印刷方法将其制备为场致电子发射阴极,将阴极与印刷有荧光粉的阳极板组装成二极结构场致发射显示屏,并进行了场致电子发射特性对比实验。结果表明较高温度制备的氧化锌具有较好的场致发射性能;掺杂银粉的蒸发源制备的样品的发射性能明显优于没有掺杂银粉的样品。实验证明ZnO是一种优良的场致发射冷阴极材料,在真空电子方面具有广阔的应用前景。  
      关键词:氧化锌;场致电子发射;平板显示;纳米材料   
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      更新时间:2020-08-12
    • n型硅微尖场发射电子能谱的模拟计算

      元光, 曹崇龙, 宋翠华, 宋航, 屿拹秀隆, 三村秀典
      2008, 29(3): 557-560.
      摘要:结合金属的场发射电子能谱,模拟计算了场渗透对n型半导体硅微尖的场发射能谱的影响,并与n型硅微尖的场发射能谱实验结果进行了比较,讨论了模拟计算误差的来源。计算结果表明电场渗透现象导致硅的场发射能谱向低能方向偏移,表面电场越高,能谱的偏移量越大,其偏移程度可超过1eV。导致硅微尖的场发射能谱偏移的主要因素是半导体的场渗透现象。  
      关键词:场发射;电子能谱;硅微尖;电场渗透   
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      更新时间:2020-08-12
    • 六硼化镧薄膜场致发射的特性

      朱炳金, 陈泽祥, 张强, 王小菊, 于涛
      2008, 29(3): 561-566.
      摘要:阵列薄膜是在制备好的尖锥阵列上沉积其他材料的薄膜,以提高场发射阴极性能,它是一种有效的提高场发射阴极性能的方法。在n型硅片上先后采用氧化、光刻、干法刻蚀、氧化削尖等工艺,制备出曲率半径很小的硅尖锥场发射阵列,硅阵列中每个硅尖锥的底半径约2μm,锥高约1.04μm,每个硅尖之间间隔6μm,尖端的曲率半径约50nm,锥角约56°,尖锥阵列的密度约106/cm2。为了降低硅尖锥的功函数及提高抗离子轰击能力,通过电子束蒸发在硅尖阵列上沉积六硼化镧(LaB6)薄膜,薄膜的厚度大约50nm,锥尖曲率半径变为约111nm。X射线衍射(XRD)分析结果表明,电子束沉积在硅尖端的LaB6具有良好的结晶特性。硅尖锥及不同的真空度下阵列薄膜的场致发射I-V特性及电流发射稳定性的测试结果表明:沉积LaB6的薄膜阴极阵列的总发射电流达到125μA,是纯硅尖锥阵列125倍。并且硅阵列六硼化镧薄膜具有良好的场发射稳定性,是一种理想的薄膜场发射阵列。  
      关键词:六硼化镧;硅尖锥阵列;电子束蒸发;场致发射;阵列薄膜   
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      更新时间:2020-08-12
    • 碳纳米管场致发射中的空间电荷效应

      张强, 陈泽祥, 朱炳金, 王小菊, 于涛
      2008, 29(3): 567-572.
      摘要:采用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)方法成功制备以碳纳米管束为单元的场致发射阵列,获得很好的场致发射电流发射特性,在电流密度较大时,发现I-V特性偏离由Fowler-Nordheim公式计算出的结果。采用Electron Beam Simulation(EBS)软件进行模拟分析发现:在电流密度较低时,I-V特性能很好与F-N公式吻合。但碳纳米管尖端电流密度大于106A/cm2时,碳纳米管尖端处的有效电场强度受空间电荷的影响比较明显,进而对碳纳米管的场致发射特性显现出不可忽略的影响,此时碳纳米管的发射电流密度开始受到空间电荷的限制。  
      关键词:空间电荷效应;碳纳米管;场致发射;微波等离子体化学气相沉积   
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      更新时间:2020-08-12
    • 周江, 李卫, 张贤高, 徐骏, 徐岭, 李伟, 陈坤基
      2008, 29(3): 573-577.
      摘要:利用胶体小球掩蔽刻蚀技术,制备了单晶硅纳米阵列,利用原子力显微镜观察了硅阵列的表面形貌,实验结果表明,硅柱阵列具有高密度和较好的均匀性。同时研究了单晶硅纳米阵列的场电子发射特性。为了提高样品的场发射性能,在所制备的单晶硅有序纳米阵列上生长了一层非晶碳薄膜。与单晶纳米硅柱阵列相比,覆盖有非晶碳膜的样品的场电子发射特性有了明显的改善,表现在场发射的开启电场下降,同时场发射增强因子得到增加。结果表明非晶碳膜确实能够降低电子发射的表面有效势垒,从而增强了场电子发射特性。  
      关键词:纳米硅阵列;场发射;非晶碳   
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      更新时间:2020-08-12
    • 基于苯并三氮唑类化合物的铱络合物的合成及性能

      许兆武, 唐瑾, 张琼, 田禾
      2008, 29(3): 578-582.
      摘要:金属铱络合物由于其特殊的光物理化学性质而得到了广泛的关注。主要研究了配体为苯并三氮唑衍生物的三种新型铱配合物,Ir(TBT)、Ir(EBT)和Ir(CBT)的合成及表征,并对其物理性能进行了一定的研究。通过研究发现该类铱化合物的最大发射波长可以通过修饰配体调节,其中化合物Ir(TBT)的最大发光峰为598nm,并且利用Gaussian 03、B3LYP/6-31G*序对三个配体进行量子化学计算,计算结果与实验结果吻合。通过差热分析法对其进行热稳定性测试后发现其玻璃化温度为133℃,该类化合物在电致发光领域具有潜在的应用价值。  
      关键词:苯并三氮唑;铱配合物;光可调   
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      更新时间:2020-08-12
    • 酸性高锰酸钾-高良姜素化学发光体系的发光光谱

      王兴民, 滕秀兰, 马永钧, 周敏, 李莉, 陈慧
      2008, 29(3): 583-590.
      摘要:在多聚磷酸介质条件下,对酸性高锰酸钾和高良姜素化学发光新体系的发光现象进行了研究,并通过测定反应的化学发光光谱、紫外吸收光谱、荧光光谱和微量电位滴定曲线对其发光体的确定提供了实验依据。实验数据表明,在0.1mol·L-1多聚磷酸溶液中,当高锰酸钾和高良姜素的量比为6:5时,体系有最强的化学发光,在氧化剂过量的条件下,化学发光强度与高良姜素浓度在一定范围成正比关系。此外,由体系的化学发光光谱与高锰酸根离子的电子吸收光谱之间有镜像对称性关系的现象,证明了主发光体应来源于高锰酸钾;发光动力学实验还证明该发光体不是单一型体,伴随发光过程发光体有歧化反应现象。根据实验结果,对该体系可能的发光机理进行了讨论,提出高锰酸钾和高良姜素化学发光的主要发光体来源于高锰酸根离子的还原产物且为氧化还原反应过程中产生的激发态Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅲ)型体,通过高良姜素氧化生成的活性游离基产物而产生激发态的Mn(Ⅱ)型体是生成发光体的主要途径。该化学发光强度与高良姜素含量成线性关系,以此可以进行定量分析;而由歧化过程形成的激发态Mn(Ⅲ)的发光行为却会干扰高良姜素含量与总发光强度之间的线性关系,不利于定量分析。  
      关键词:化学发光;高良姜素;高锰酸钾   
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      更新时间:2020-08-12
    • 氧化锌纳米粒子与叶绿素a相互作用机制

      乔虹桥, 高伟吉, 徐长山, 刘玉学, 陈雪莲, 徐洪图, 宁月辉, 李亚军, 刘益春
      2008, 29(3): 591-595.
      摘要:通过测量叶绿素a苯溶液中加入溶胶-凝胶法制备的氧化锌纳米粒子后的紫外-可见吸收光谱、荧光光谱的变化,研究得出两者通过静电作用相结合,而且由于氧化锌的导带顶低于叶绿素a的第一激发态能级,所以能够产生界面电荷转移,表现在叶绿素a溶液的特征吸收峰在加入纳米粒子后峰位向长波方向移动。用355nm波长的光激发该样品得到的荧光光谱在654nm处出现一个等发射点,并且随着氧化锌量的增多叶绿素a溶液的发光被猝灭且峰位向长波方向移动,当用433nm波长的光激发时(氧化锌在此波长下没有吸收),没有等发射点但仍有猝灭和峰位移动现象,其中猝灭现象根据Stern-Volmer关系可归结为静态猝灭。另外,向离心后得到的氧化锌纳米粒子粉末中滴加叶绿素a,发现在滴加前后其红外光谱中Zn-O键的振动峰发生变化,说明氧化锌纳米颗粒与叶绿素a分子之间存在一定的相互作用,并且可能对叶绿素光合作用产生一定负面影响。  
      关键词:叶绿素a;ZnO纳米粒子;荧光猝灭;等发射点   
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      更新时间:2020-08-12
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