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生长温度对热蒸发法制备ZnO纳米线的结构与发光性能影响
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:功能材料
  • 时间:2013.11.20
  • 页码:3178-3182
  • 分类:TB303[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州215006, [2]苏州大学分析测试中心,江苏苏州215006, [3]中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料实验室,上海200050, [4]盐城工学院基础教学部,江苏盐城224000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11104197,11175126,11204266);江苏省高校自然科学基金资助项目(KJB140007);江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXZZ12-0807);“青蓝工程”计划资助项目(SR10800211);江苏省高校优势学科建设工程资助项目(YX40000113)
  • 相关项目:基于宽禁带半导体纳米结构的紫外受激放大表面等离激元辐射的研究
作者: 杨燕|韩琴|
中文摘要:

采用无金属催化剂的简单热蒸发法,在Si(100)衬底上不同生长温度下成功地制备了高密度和大长径比的单晶ZnO纳米线。分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM—EDS)、透射电子显微镜(TEM)及荧光光谱仪表征样品的结构和发光性质。XRD和TEM研究表明,所制备的样品为沿C轴择优取向生长的单晶ZnO纳米线,具有六方纤锌矿结构。SEM和TEM研究表明,生长温度对ZnO纳米线的形貌及长径比的影响较大。当生长温度为700℃时,制备得到长径比为300(长度约为15gm,直径约为50nm)的ZnO纳米线;低于600℃时,形成花状ZnO纳米锥或纳米棒;高于700℃时,形成小长径比的ZnO纳米棒。此外,室温光致发光(PL)谱上出现一个强而尖锐的紫外发射峰以及一个弱而宽泛的蓝光发射峰。采用的热蒸发法制备ZnO纳米线基于气-固(VS)生长机理且该生长方法可用于大规模、低成本制备高纯度的单晶ZnO纳米材料。

英文摘要:

The demonstrate that single crystal ZnO nanowires with high density and large length/diameter ratio are successfully grown on Si (100) substrates at a series of growth temperatures, via simple and catalyst-free thermal evaporation. The structural and photoluminescence properties of the resulting samples are characterized using X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscope (FESEM), transmission electron microscope (TEM), and photoluminescence (PL), respectively. The XRD and TEM investigations indicate that the resulting ZnO nanowires are single crystalline grown along the c-axis direction in preference with the hexagonal wurtzite phase; SEM results show that the growth temperature has an effect on the morphology and the length/diameter ratio of the resulting ZnO nanowires. 700℃ was believed to be the optimized growth tem- perature among the series of temperatures, and the ZnO nanowire of which possesses the largest length/diame- ter ratio estimated about 300 (15μm/50nm). Moreover, the room temperature PL measurements for the as-pre- pared ZnO nanowires exhibit two emission bands including a sharp and strong UV emission and a broad and week blue emission. The VS mechanism based deposition method in our experiment can be applied to large-scale manufacture of high-purity single crystal ZnO nanowires.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166