导读:本文包含了氧化锌同质结论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:氧化锌微米线,紫外发光二极管,电致发光,可调谐发光
氧化锌同质结论文文献综述
刘洋[1]（2019）在《单根氧化锌微米线基异质结发光二极管研究》一文中研究指出紫外光源(发光二极管(LED)和激光二极管(LD)等)在水和空气净化、生物医学消毒、光刻等领域有重要的潜在应用,引起了研究者们的广泛关注。与气体激光器和汞灯相比,半导体紫外光源具有体积小、质量轻、制作简单和成本低等优点,使其在军事和民用上具有广泛应用。宽禁带半导体,金刚石,III-V氮化物半导体和II-VI族氧化物半导体是潜在的紫外光电的候选者。六角纤锌矿结构氧化锌(ZnO)是II-VI族宽禁带(3.37 eV)的直接带隙半导体材料,它具有高化学稳定性、大光电耦合系数、高的激子结合能(60 meV)以及优良的光学、电学等特性,被广泛应用于光电器件、气敏器件、太阳能电池以及紫外探测等方面。此外,与其他微纳结构晶体相比,ZnO半导体材料具有结晶质量高、易于制备、原材料丰富,安全环保等特点,是制造高效稳定紫外微纳光电器件潜在的应用材料。但是ZnO半导体材料仍然存在着载流子传输效率低、表面缺陷难于调控、金属半导体接触诱导焦耳热耗散、异质结器件发光效率偏低以及紫外波段波长难以调谐等问题。因此,针对以上问题,本论文围绕可控性Ga掺杂ZnO微米线的生长,及ZnO:Ga微米线的发光、异质结紫外发光二极管器件的设计和制备开展了研究工作,并取得了如下创新性研究成果做:1.利用气相传输法可控性的生长了不同Ga掺杂浓度的ZnO:Ga微米线。随着Ga掺杂浓度的增加,单根ZnO微米线呈现出典型的近带边PL发射,发光中心波长从390 nm蓝移至370 nm。说明Ga掺杂元素的引入可以有效可控的调谐ZnO的带隙,实现ZnO近带边PL发射波长的可调谐。2.采用不同Ga掺杂浓度的ZnO微米线构筑n-ZnO:Ga/p-GaN异质结构,获得了以ZnO微米线的近带边发射(FWHM~10 nm)为主导紫外发射。随着Ga掺杂浓度的增加,异质结构紫外波段波长可调谐,辐射范围从384 nm至372 nm。产生这一结果的原因可归于Ga掺杂元的介入引发了莫斯-布尔斯坦效应,抑制了界面处的EL发射,使得ZnO微米线的近带边发射占主导。也进一步证实了ZnO微米线光学带隙工程的可行性以及在波长可调谐紫外光源中的潜在应用价值。3.利用金属纳米颗粒(比如Au、Ag、Al)的局部等离激元衰变诱导产生“热电子”,提高ZnO微米线载流子的再注入,调控ZnO的表面缺陷,进而制备出在可见光波段范围内发光中心波长可调的荧光灯丝光源。也为后续研究高效的发光二极管和激光二极管工作提供良好的技术和理论支持。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
杜倩倩[2]（2019）在《氧化锌微纳米线及异质结材料与光电器件》一文中研究指出氧化锌(ZnO)是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙n型半导体,室温下禁带宽度约3.37 eV,激子束缚能约60 meV,是短波光电器件的优选材料。与体材料相比,ZnO微纳米线具有更大的比表面积、表面态密度和载流子迁移率,在发光和紫外探测领域极具应用前景。但目前报道的多数ZnO纳米线光电探测器存在量子效率低、光电响应速度慢及器件制备复杂、阵列集成困难等问题。针对以上问题,本文作者开展了 ZnO微纳米线的可控制备、异质结构筑及不同类型的光电器件加工,进行器件性能调控和相关物理机制分析,并创新性地将ZnO纳米线光电探测扩展到光电存储领域。主要的研究成果如下:1.ZnO纳米线的制备与光电性能研究采用化学气相沉积(CVD)方法制备了 ZnO纳米线,通过改变管内压强、氧气流速等参数实现ZnO不同形貌结构的调控;利用湿法转移技术,将ZnO纳米线分散转移到目标衬底上,通过优化分散及转移步骤实现高质量的单根ZnO纳米线晶体管的制备。该器件呈现典型的耗尽型n型半导体特征,实验结果表明其电流开关比达1O4,迁移率约3535cmV-1s-1。单根ZnO纳米线器件对355 nm紫外光的响应度高达106A/W,证明其具有良好的紫外光电性能;并且可通过栅压调控器件的响应速度。2.基于ZnO纳米线晶体管的光电存储器系统研究了 ZnO纳米线晶体管的电学回滞行为。探究了在光照下,栅压扫描速度、扫描范围、测试环境等因素对器件回滞现象的影响,研究其相关动力学过程,建立相关理论模型。实验证明,在有氧环境下,光照会极大促进栅压对回滞现象的调控作用。最后,作者首次演示了 ZnO纳米线非易失性光电存储器,该存储器表现出较大的开关电流比和可靠的编程/擦除重复性。创新性地将ZnO纳米线器件由光电探测拓展到光电存储领域,这对开发兼具光电探测和存储功能的新型器件具有一定的参考意义。3.自组装ZnO纳米桥/红荧烯异质结光电探测器ZnO纳米线湿法转移的随机性及冗杂的加工流程限制了器件的可扩展性,针对此挑战,作者采用Au膜图案作为催化剂和电极,通过简单一步法完成了性能优异且可规模制备的ZnO纳米桥紫外探测器阵列;将p型红荧烯(rubrene)和n型的ZnO纳米桥相互耦合,构建了交错型(type Ⅱ)ZnO纳米桥/rubrene异质结器件。利用异质结界面内建电场,显着提高光生电子-空穴对的分离效率,提高了器件的响应度;同时,利用ZnO和红荧烯的能带互补,器件的响应光谱从紫外波段延伸到可见光范围。此项研究,对开发高灵敏、低成本的宽谱光电探测器具有一定的参考价值。4.ZnO微米线和ZnO-ZnGa2O4同轴异质结探测器为进一步降低纳米线器件对微加工技术的依赖,论文开展了尺寸更加宏观,器件加工简单易行的ZnO微米线的研究。利用CVD方法合成了 ZnO微米线,XRD、Raman和PL结果证实其结晶质量较高,并表现出灵敏的光电、压电特性及优异的机械柔韧性。通过改变源材料中ZnO与Ga203比例,采用一步合成技术生长了 ZnO-ZnGa2O4同轴异质结微米线。实验结果表明:在360 nm光照下,相比纯ZnO微米线,ZnO-ZnGa2O4同轴异质结微米线的响应度提高了近两个数量级,达1900A/W;特别是在深紫外光270 nm照射下,器件响应度高达4300A/W。主要原因是异质结界面内建电场,有利于光生电子-空穴的高效分离,提高器件对紫外及深紫外的灵敏度和响应度。对柔性异质结器件进行数百次弯折,仍能保持较好的电学特性,说明器件可应用于未来的柔性电子和光电子领域。综上所述,本文系统地研究了 ZnO微纳米线及异质结器件的光电性能及界面载流子动力学,并提出了优化ZnO光电探测器、存储器性能的可行方法,该研究工作对设计高性能ZnO光电器件及新型存储器件具有重要参考意义。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-29）
马晓菲[3]（2019）在《氧化镓氧化锌异质结光电探测器件研究》一文中研究指出由于地球臭氧层对紫外辐射(200-280nm波段)的吸收作用,使得工作在日盲区的日盲紫外光电探测器在灵敏度上具有很大的优势。其在日盲紫外通信、量子信息、导弹预警、太空探测、电晕探测、环境监察和生物医疗等众多领域都有着广泛的应用前景。β-Ga2O3作为一种直接带隙的宽禁带半导体材料,其禁带宽度4.2-4.9 eV,对应能量的光子波长为253 nm-295 nm,是一种天然的能够用于日盲紫外探测的材料,所以近年来氧化镓受到了越来越多的关注。基于异质结结构的光电探测器具有许多单一材料的光电探测器所不具备的优势,也是近年来的研究热点。本文利用激光分子束外延技术(L-MBE)和磁控溅射技术,在蓝宝石衬底上沉积了垂直结构的β-Ga2O3/ZnO薄膜异质结,并通过X射线衍射技术(XRD)对该异质结构进行了表征,同时对该薄膜进行了光电响应测试。主要研究成果如下:1、通过将两种不同生长方式生长出的异质结的XRD图样进行对比,我们认为对于该薄膜异质结而言,L-MBE生长出的异质结质量更好。2、通过对制备出的β-Ga2O3/ZnO异质结进行光电测试发现,其具有整流比超过105的优异的整流特性,且对处于日盲区的254 nm的紫外光有着非常显着的光电响应。在不施加电压(0V)的情况下,该异质结结构制备的光电探测器展现出了自供电特性,且有着很快的响应速度(上升时间和衰减时间分别为0.035 s和0.032 s)。3、对其光电特性进行能带分析发现,其高速响应的性能与异质结内部的自建电场驱使分离的光生电子空穴对有关。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-04-08）
彭明发,汪永杰,沈青青,谢欣凯,郑和闯[4]（2019）在《基于硫化铅量子点和氧化锌纳米颗粒异质结的高性能柔性和宽波段光电探测器（英文）》一文中研究指出柔性和宽波段的光电探测器在可折迭显示、光通信和环境监测等方面有潜在的应用,因而引起广泛的关注.本文基于硫化铅量子点和氧化锌纳米颗粒异质结制备了柔性光电探测器.该器件表现出从紫外光到近红外光的宽波段光电响应性能.在375nm紫外光照射下,该器件的电流开关比高达7.08×10~3.与单纯的氧化锌纳米颗粒器件相比,基于异质结的光电探测器的响应度在可见光和近红外光区间增加了叁个数量级,同时维持了器件在紫外光范围内的性能不变.同时,基于异质结的器件的响应度和探测率高达4.54 AW~(-1)和3.98×10~(12)Jones.此外,所研制的柔性光电探测器在经过数百次的折迭后,仍表现出了良好的机械和电学稳定性.本工作为下一代柔性和宽波段光电子器件的研究做了一个初步探索.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年02期）
佘萍[5]（2018）在《氧化锌基贵金属异质结仿生光催化剂的制备及性能研究》一文中研究指出近年来,能源危机以及环境问题日益严峻,太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,引起了研究人员越来越多的关注。目前,光催化氧化技术被认为是解决环境污染问题最有应用前景的技术之一。因此,开发新型的具有高效可见光响应的光催化材料对太阳能转化方面的实际应用具有重要意义。自然界中的绿色植物可以通过光合作用实现从光能到化学能的转换,利用师法自然的仿生思想,通过模仿自然界中的能量转换过程以及特殊生物的结构和功能特性,可以得到多种性能优良的仿生光催化剂。本文基于半导体光催化剂的潜在应用背景,针对光催化剂研究中重要科学问题,利用仿生思想,制备了多种粉状和具有自支撑叁维(3D)仿生结构的氧化锌(Zn O)基光催化剂,测试了其光催化降解有机污染物性能、电化学性质和光催化水裂解产氢性能。首先,从功能仿生角度出发,借助聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的辅助作用,在胶体溶液中原位合成形貌尺寸相对均匀的一维棒状结构金纳米粒子与Zn O的异质结(Au/Zn ONRs)光催化剂,Au纳米球颗粒(Au NSs)均匀负载在Zn O六棱柱的外表面。通过调控Au/Zn ONRs中的Au NSs的负载量来实现光催化效果的优化,Au NSs负载量居中的Au/Zn ONRs相对于其他负载量Au NSs修饰的Zn ONRs展现出较高的催化活性。并且探究了Au NSs直径对Au/Zn ONRs异质结光催化性能的影响。实验结果表明,被粒径居中的Au NSs修饰的Zn ONRs(Au-40/Zn ONRs)展现出最优的光催化性能。这表明Au NSs的直径在决定高效电荷转移和LSPR效应之间存在着一个平衡点,导致Au NSs的粒径大小在影响Au/Zn ONRs光催化效果方面具有双向作用。其次,通过在Au纳米棒(Au NR)胶体溶液原位生长Zn O的方法,制备了圆盘状Au NR与Zn O的异质结(Au NR/Zn ONDKs)。在该异质结中,Au NRs均匀修饰在Zn O圆盘的表面。我们通过调控Au NR的长径比来实现Au NR/Zn ONDKs在可见光区波段吸收的拓展,进而实现对光电转换性能的优化。长径比最小的Au NR修饰的Zn O圆盘展现出最优的光电转换性能。随后,运用结构仿生思想,以天然海绵为生物原型,赋予粉状催化剂自支撑的3D大孔框架结构。我们分别通过模板法,合成了具备3D大孔结构的Au/Zn O/石墨烯海绵(Au/Zn O/r GO)以及聚苯胺@石墨烯海绵(PANI@r GO)纳米复合材料,该材料相对于平面结构均表现出更为优异的电化学性能,表明其在实际便携式能量存储方面具有很大的潜力。另外通过原位生长法制备了一种具有良好3D网络结构并可自支撑的大孔贵金属/Zn O异质结海绵。结果表明,该Au/Zn O/聚氨酯海绵(Au/Zn O/CPS)不仅具有良好的光催化降解有机污染物性能,而且展现了较强的光催化水裂解产氢能力。此外,我们采用不同的辐照波长范围来分别探究紫外光和可见光对Au/Zn O/CPS光催化性能的影响。我们发现在既有紫外光又有可见光存在的情况下,即同时激发Zn ONRs和Au纳米粒子可以进一步提高光催化活性,这可能是由于两个来源的光生电子以及双向传导过程导致更多的自由基产生。最后,采取牺牲生物模板法,以新鲜菠菜叶片为模板,制备了Au/Zn O基仿生叶片。该仿生菠菜叶片状Au/Zn O(s-Au/Zn O),不仅保持了菠菜叶片的多级复杂结构,还表现出优越的光催化降解有机污染物的性能,并且具有较好的光电转换性质。此外,我们对光催化过程中可能产生的活性基团分别进行了测试,对实际光催化氧化过程中起主要作用的活性基团进行了验证,为光催化反应机理的探讨提供了直接证据。并且该s-Au/Zn O光催化剂相对于本文报道的其他仿生光催化剂都具有更强的性质,间接证明了天然叶片结构形貌的多级复合结构在光捕获能力方面的优势对提高光催化剂活性具有显着影响,说明其在太阳能转换方面具有良好应用前景。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
李竹新[6]（2018）在《硅基氧化锌纳米晶异质结电致发光性能研究》一文中研究指出ZnO作为光电性能优异的第叁代直接带隙半导体,其禁带宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 meV。本文采用溶胶-凝胶法制备了基于ZnO纳米晶的异质结发光二极管。通过引入电子阻挡层(NiO)、表面修饰层(AZO)和稀土(Er3+)来提高ZnO纳米晶器件的电致发光性能,主要内容如下:(1)使用射频磁控溅射和旋涂方法制备n-ZnO NCs/i-NiO/n-Si同型异质结发光器件。对器件进行电致发光和时间分辨荧光光谱测试,结果表明加入中间层(i-NiO)有效提高了空穴注入效率,使得器件的电致发光强度提高了约六倍。这项工作表明,i-NiO电子阻挡层可以有效地提高n-ZnO NCs/n-Si同型异质结发光器件的性能。(2)提出一种利用和调控ZnO纳米晶的本征缺陷发光来实现ZnO近白光电致发光的方法。使用AZO进行表面修饰,成功将n-ZnO NCs/n-Si发光二极管的发光颜色调节为近白色。相对于红光和蓝光,AZO光谱“剪刀”对绿光的抑制作用更明显。此外,在光致发光谱和电致发光谱中,通过ZnO NCs紫外区域的近带边发射峰的红移,清楚地观察到了量子尺寸效应。(3)采用溶胶-凝胶的方法,分别制备了 Er3+掺杂浓度为0%、0.46%和1.95%的ZnO NCs:Er3+/p-Si电致发光器件,光致发光和电致发光测试表明,随着Er3+离子浓度的增加,来自于2H11/2 → 4I15/2、4S3/2→4115/2和4F9/2 → 4I15/2能级的电子跃迁特征发光逐渐增强。当掺杂浓度为1.95%时,光致发光谱和电致发光谱均显示出明显的Er3+特征峰,得到了 CIE坐标为(0.33,0.49)的绿光。(本文来源于《广西大学》期刊2018-06-01）
陈宇鹏[7]（2018）在《中空球形氧化锡和氧化锌及其复合异质结气敏性能研究》一文中研究指出金属氧化物半导体材料是目前传感器领域应用最为广泛的气敏材料,而SnO_2,ZnO为主的气敏传感器具有稳定性好,价格低廉,易于获取等特点,使用最为广泛。但是基于SnO_2,ZnO的气敏传感器目前难以在常温环境下工作,需要150℃以上高温激发,而且选择性等关键气敏指标不佳,导致在室温环境下难以应用。而且金属氧化物材料在结合纳米结构后可以获得更大的比表面积,更好的气敏性能,而高温下工作导致纳米结构容易发生改变,不能稳定的工作。本文通过模板水热法制备了中空球形氧化锌,氧化锡材料,以及核壳结构氧化锌氧化锡复合异质结球壳材料,并使用SEM,TEM,XPS,XRD等手段对其进行了表面形貌研究,此后使用叉指电极制备传感器进行气敏性能测试,在测试实验环境下,复合异质结球壳材料对甲醛气体的响应性能及选择性均优于两种氧化物中空球体,复合材料在紫外光照射下对100ppm甲醛气体的响应高达76%,远高于氧化锌空心球的26%和氧化锡空心球的11%。此外叁种材料在紫外光激发下对甲醛的响应均远高于加热条件下,复合材料在加热条件下对同浓度甲醛的响应仅为28%,约为紫外光照射条件下的叁分之一,可以证明光照激发是一种能使得金属氧化物半导体传感器在相对较低温度下工作的有效方法,在较低的温度下工作有很多优势,比如可以在传感器表面吸附更高浓度的电离氧离子,从而提高灵敏度,而且因为温度较低,降低了功耗,且不容易破坏纳米微观结构,同时光催化提高了对挥发性有机化合物的选择性。上述实验表面,紫外光催化是一种比热激发更好的金属氧化物传感器激发方式,而中空氧化锡氧化锌复合异质结材料是一种良好的室温甲醛传感器材料。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-04-01）
温健[8]（2018）在《氧化锌/石墨烯异质结光电探测器性能研究》一文中研究指出氧化锌是一种直接带隙(3.37 eV)的宽禁带半导体材料,原材料来源广,价格较低,成为半导体光电材料的一个研究热点。但氧化锌较大的电阻率,使得氧化锌光电探测器产生的光电流较小,探测性能不好,同时氧化锌带隙对应紫外波段,也制约了氧化锌探测器的应用范围。石墨烯具有高电子迁移率(20000 cm2/Vs)和高电流密度(>108 A/cm2),但其极低的光吸收率,很大程度上限制了其在光电探测器领域的应用。本课题组前期的研究发现非化学计量比氧化锌(ZnO1-z)对可见光具有较高的吸光度,因此将ZnO1-x与石墨烯相结合,构筑ZnO1-x/石墨烯异质结构,并基于异质结构设计制作光电探测器,对其光电特性进行系统的研究,取得了如下的研究成果:(1)在p-Si衬底上通过磁控溅射生长ZnO1-x薄膜,湿法转移石墨烯成功构建ZnO1-x/石墨烯异质结构。与ZnO1-z薄膜相比,ZnO1-x/石墨烯异质结构在可见光和近红外区域的吸光度均有所提高,并且由于石墨烯的高电导率,在700 nm光照条件下,ZnO1-x薄膜产生光电流大小为9 μA,而ZnO1-z/石墨烯能够产生552.67 μA的光电流。(2)用带有SiO2绝缘层的硅片作为基底,自下而上构筑了ZnO1-x/石墨烯/ZnO1-x叁明治光电探测器。在这种叁明治结构中,由于存在肖特基势垒,暗电流较小,-5 V偏压下暗电流仅为21.78 nA,利用石墨烯层作为电子输运层,可以有效分离光照条件下ZnO1-x薄膜中产生的电子-空穴对,增大光电流。综合上述两点,叁明治结构光电探测器获得了较大的电流增益,在520nm光照下,开关比为65.8。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2018-03-20）
于振江[9]（2017）在《不同形貌氧化锌的制备及硫化镉敏化一维氧化锌异质结在铜网的生长》一文中研究指出纳米ZnO是一种半导体材料,具有较宽的带隙和较大的激子结合能,并且具备优异的光、电、磁等特性。纳米ZnO无毒、无害,而且能够杀菌、消毒,在世界范围内成为纳米材料体系中最广泛研究的对象之一。本文结合绿色化学的发展,从保护环境的角度出发,全程采用去离子水做溶剂制备了不同形貌的纳米ZnO。采用了操作简单、易于控制的沉淀法制备锰掺杂六角形纳米ZnO;探究了表面活性剂、络合剂和阴离子盐对纳米ZnO形貌及粒径的影响;另外还采用了水热法制备零维硫化镉敏化一维氧化锌异质结,探究了零维硫化镉敏化一维氧化锌异质结在铜网负载上的生长。相关的研究内容和结果如下所述:(1)六角形ZnO和锰掺杂六角形ZnO的制备及其在光催化中的应用:全程采用去离子水做溶剂,醋酸锌为主要原料,氯化锰为待掺杂原料,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,氢氧化钠为沉淀剂,采用沉淀方法制备了六角形ZnO和锰掺杂六角形ZnO。探究了表面活性剂对六角形ZnO形貌和粒径的影响;锰掺杂对六角形氧化锌形貌及粒径的影响;通过对亚甲基蓝的降解,研究了锰掺杂六角形ZnO的光催化活性。(2)一维ZnO的制备:全程采用去离子水做溶剂,醋酸锌、硫酸锌为主要原料,柠檬酸为络合剂,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,氢氧化钠为沉淀剂,采用沉淀方法,在室温下制备了针状Zn O和棒状ZnO,在锌离子摩尔数相同的情况下探究了不同阴离子盐对一维ZnO的形貌、长度和直径的影响。(3)零维CdS敏化一维ZnO异质结在铜网的生长及其在光催化中的应用:全程采用去离子水做溶剂,以醋酸锌为主要原料,柠檬酸为络合剂,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,氢氧化钠为沉淀剂,铜网为负载,采用水热法原位生长一维ZnO纳米针,探究了反应物配比对一维ZnO的影响以及表面活性剂和络合剂对一维ZnO的影响;以氯化镉为主要原料,硫化钠为沉淀剂,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,采用水热法制备了零维硫化镉敏化一维氧化锌异质结,探究了零维硫化镉敏化一维氧化锌异质结在铜网的生长,并研究了零维CdS敏化一维ZnO的光催化活性。(本文来源于《苏州大学》期刊2017-04-01）
谭林香[10]（2017）在《稀土上转换纳米晶@氧化锌基纳米异质结的可控合成及性能研究》一文中研究指出ZnO半导体由于良好的生物相容性、低毒性及成本低廉等优点目前已成为研究最为广泛的光催化剂之一。但较宽的禁带宽度(～3.37eV),使其只能在高能紫外光激发下产生光催化效果,而紫外光只占太阳能总量的5%左右(红外光、可见光分别约占52%和43%,),因此制约了 ZnO光催化剂的推广应用。以NaYF4为基质,通过稀土离子掺杂所获得的上转换材料可以吸收低光子能量的长波辐射,然后辐射出高光子能量的短波辐射,从而将近红外光转换为可见光和紫外光,使上转换材料在材料科学和生物医疗领域引起广泛关注。本论文通过将稀土掺杂上转换材料与ZnO半导体材料复合,构筑了稀土上转换纳米晶@ZnO基核壳结构异质结,成功实现了 ZnO基光催化材料光响应范围的拓宽及近红外光照下光催化活性的提高。实验表明该类复合材料在近红外光催化降解有机污染物及光催化抗菌方面具有理想的反应活性。本论文的具体研究内容如下:1.NaYF4:Yb,Er@SiO2@Zn1-xMnxO核壳结构复合材料的可控制备及光催化性能首先采用微波辅助溶剂热法制备了一系列NaYF4:Yb,Er纳米粒子(UCNPs),并考察了 NH4F加入量、稀土离子掺杂浓度和溶剂改变对产物的形貌、物相及上转换发光强度的影响。以UCNPs为核材,通过改进Stober法制备得到NaYF4:Yb,Er@SiO2核壳结构。改变TEOS加入量即可调控NaYF4:Yb,Er表面包覆SiO2厚度从3 nm变化到30 nm。通过考察SiO2层厚度对UCNPs表面电位及上转换发光强度的影响,确定SiO2最佳沉积厚度,并以该核壳结构为基材,通过锌/锰前驱体高温热解在其表面沉积锰掺杂氧化锌(Zn1-xMnxO)纳米晶,最终制备得到NaYF4:Yb,Er@SiO2@Zn1-xO复合材料。实验通过调节醋酸锰的加入量考察了锰离子掺杂浓度的变化对复合光催化材料活性的影响,确定得出Mn2+的最佳掺杂比例。研究结果表明,Mn2+掺杂可将ZnO的光吸收范围拓宽至可见光区,在近红外光照下,能够吸收UCNPs上转换发出的可见光产生电子-空穴,从而表现出良好的光催化降解及抗菌性能。通过使用叔丁醇和溴酸钾作为捕获剂对光催化抗菌机理进行了探究。实验结果显示光催化抗菌过程中起作用的主要活性基团为·OH。对人脐静脉内皮HUVEC细胞进行MTT实验结果说明,该样品细胞毒性较低,具有很好的生物相容性。2.NaYF4:Yb,Tm,Nd@NaYF4:Yb,Nd@SiO2@ZnO复合材料的可控制备及光催化性能通过两步高温分解法合成了 NaYF4:Yb,Tm,Nd@NaYF4:Yb,Nd活性核/活性壳结构UCNPs,该结构设计相比NaYF4:Yb,Tm,Nd纳米晶而言,荧光强度有明显的提高。实验考察了稀土离子掺杂浓度对活性核/活性壳结构UCNPs上转换发光强度的影响,根据该体系上转换发光强度的改变确定稀土离子最佳掺杂量。随后以此为基材采用反胶束法合成了 NaYF4:Yb,Tm,Nd@NaYF4:Yb,Nd@SiO2纳米粒子。最后,利用高温热解法在其表面进行ZnO层沉积。通过调节反应物中Zn(CH3COO)2·2H2O的加入量有效实现了 ZnO厚度的调控。实验发现,随着包覆ZnO厚度的改变,该复合体系的上转换发光强度及光催化活性也随之发生变化。NaYF4:Yb,Tm,Nd@NaYF4:Yb,Nd@SiO2@ZnO多壳层复合材料在808 nm近红外光照下降解罗丹明B及对枯草杆菌的抗菌实验中均表现出良好的光催化效果,同时,808nm近红外光的使用可以避免过热效应对细菌结构的影响。利用异丙醇、EDTA和对苯醌作为捕获剂检测了其在光催化降解过程中的活性物种,研究表明该过程中主要活性基团为·OH。对人脐静脉内皮HUVEC细胞进行MTT实验表明了该复合材料具有较低的细胞毒性。3.NaYF4:Yb,Tm,Nd@NaYF4:Yb,Nd纳米晶-ZnO花状微球复合材料的制备及光催化性能采用超声分散沉积法成功地将上述制备得到的NaYF4:Yb,Tm,Nd@NaYF4:Yb,Nd活性核/活性壳纳米粒子修饰到ZnO纳米片自组装花状微球表面。实验通过改变UCNPs的加入量来调节其在ZnO花状微球表面的沉积密度,考察了沉积量变化对近红外光催化降解有机污染物及抗菌活性的影响。研究结果表明,随着UCNPs在ZnO微球表面沉积量的增加,体系催化活性表现出先增强后减弱的趋势。制备过程中加入UCNPs环己烷溶液为3 mL时,所得复合体系的光催化降解活性与抗菌活性均为最优。(本文来源于《浙江师范大学》期刊2017-03-08）
氧化锌同质结论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氧化锌(ZnO)是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙n型半导体,室温下禁带宽度约3.37 eV,激子束缚能约60 meV,是短波光电器件的优选材料。与体材料相比,ZnO微纳米线具有更大的比表面积、表面态密度和载流子迁移率,在发光和紫外探测领域极具应用前景。但目前报道的多数ZnO纳米线光电探测器存在量子效率低、光电响应速度慢及器件制备复杂、阵列集成困难等问题。针对以上问题,本文作者开展了 ZnO微纳米线的可控制备、异质结构筑及不同类型的光电器件加工,进行器件性能调控和相关物理机制分析,并创新性地将ZnO纳米线光电探测扩展到光电存储领域。主要的研究成果如下:1.ZnO纳米线的制备与光电性能研究采用化学气相沉积(CVD)方法制备了 ZnO纳米线,通过改变管内压强、氧气流速等参数实现ZnO不同形貌结构的调控;利用湿法转移技术,将ZnO纳米线分散转移到目标衬底上,通过优化分散及转移步骤实现高质量的单根ZnO纳米线晶体管的制备。该器件呈现典型的耗尽型n型半导体特征,实验结果表明其电流开关比达1O4,迁移率约3535cmV-1s-1。单根ZnO纳米线器件对355 nm紫外光的响应度高达106A/W,证明其具有良好的紫外光电性能;并且可通过栅压调控器件的响应速度。2.基于ZnO纳米线晶体管的光电存储器系统研究了 ZnO纳米线晶体管的电学回滞行为。探究了在光照下,栅压扫描速度、扫描范围、测试环境等因素对器件回滞现象的影响,研究其相关动力学过程,建立相关理论模型。实验证明,在有氧环境下,光照会极大促进栅压对回滞现象的调控作用。最后,作者首次演示了 ZnO纳米线非易失性光电存储器,该存储器表现出较大的开关电流比和可靠的编程/擦除重复性。创新性地将ZnO纳米线器件由光电探测拓展到光电存储领域,这对开发兼具光电探测和存储功能的新型器件具有一定的参考意义。3.自组装ZnO纳米桥/红荧烯异质结光电探测器ZnO纳米线湿法转移的随机性及冗杂的加工流程限制了器件的可扩展性,针对此挑战,作者采用Au膜图案作为催化剂和电极,通过简单一步法完成了性能优异且可规模制备的ZnO纳米桥紫外探测器阵列;将p型红荧烯(rubrene)和n型的ZnO纳米桥相互耦合,构建了交错型(type Ⅱ)ZnO纳米桥/rubrene异质结器件。利用异质结界面内建电场,显着提高光生电子-空穴对的分离效率,提高了器件的响应度;同时,利用ZnO和红荧烯的能带互补,器件的响应光谱从紫外波段延伸到可见光范围。此项研究,对开发高灵敏、低成本的宽谱光电探测器具有一定的参考价值。4.ZnO微米线和ZnO-ZnGa2O4同轴异质结探测器为进一步降低纳米线器件对微加工技术的依赖,论文开展了尺寸更加宏观,器件加工简单易行的ZnO微米线的研究。利用CVD方法合成了 ZnO微米线,XRD、Raman和PL结果证实其结晶质量较高,并表现出灵敏的光电、压电特性及优异的机械柔韧性。通过改变源材料中ZnO与Ga203比例,采用一步合成技术生长了 ZnO-ZnGa2O4同轴异质结微米线。实验结果表明:在360 nm光照下,相比纯ZnO微米线,ZnO-ZnGa2O4同轴异质结微米线的响应度提高了近两个数量级,达1900A/W;特别是在深紫外光270 nm照射下,器件响应度高达4300A/W。主要原因是异质结界面内建电场,有利于光生电子-空穴的高效分离,提高器件对紫外及深紫外的灵敏度和响应度。对柔性异质结器件进行数百次弯折,仍能保持较好的电学特性,说明器件可应用于未来的柔性电子和光电子领域。综上所述,本文系统地研究了 ZnO微纳米线及异质结器件的光电性能及界面载流子动力学,并提出了优化ZnO光电探测器、存储器性能的可行方法,该研究工作对设计高性能ZnO光电器件及新型存储器件具有重要参考意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
氧化锌同质结论文参考文献
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