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oe1(光电查) - 科学论文

42 条数据
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  • 氧化石墨烯/氧化锌纳米棒/氧化石墨烯三明治结构：光致发光的起源与机制

    摘要： 本文报道了通过水热法在Si(100)衬底上制备的氧化石墨烯/氧化锌纳米棒/氧化石墨烯(GO/ZnO纳米棒/GO)纳米复合材料结构与光学特性。X射线衍射(XRD)测试证实样品为六方纤锌矿结构，晶粒尺寸约50-60纳米。扫描电镜(SEM)显示ZnO纳米棒夹在GO层间形成三明治状纳米复合结构。傅里叶变换红外光谱(FTIR)中不同振动频率揭示了ZnO纳米棒与GO的相互作用。紫外-可见光谱(UV-Vis)显示最强吸收峰位于370纳米处，计算得出GO/ZnO纳米棒/GO的光学带隙能(Eg)为3.15电子伏特。光致发光(PL)测试表明ZnO纳米棒因氧空位杂质存在呈现559纳米强可见光发射。当纳米棒被GO层覆盖后，复合材料的PL强度因电荷转移过程出现淬灭和偏移。这些结果有望提升光电器件的性能表现。

    关键词： 氧化锌纳米棒、水热法、激发效应、氧化石墨烯

    更新于2025-11-14 15:25:21

  • 溶胶-凝胶旋涂结合溶剂热法制备基于纳米棒的氧化锌薄膜：微观结构、光学及气体传感性能

    摘要： 采用两步合成法（溶胶-凝胶旋涂与溶剂热法）研究了具有纳米棒形貌的氧化锌薄膜的微观结构、光学特性及其作为液化石油气传感材料的性能。研究发现：合理选用金属前驱体、溶剂、稳定剂和结构导向剂、重复干燥-涂覆工艺以及后续热退火处理对获得合格纳米棒和最终均匀薄膜至关重要。通过场发射扫描电镜、X射线衍射、能谱仪、紫外-可见光谱、拉曼光谱和光致发光技术，从成分与光学角度表征了薄膜的形貌、多晶性、多孔结构、纳米晶粒尺寸、晶格取向生长、织构原子比、晶格纯度与透明度、声子与激子跃迁及结构缺陷等特征。将该薄膜作为活性LPG传感材料应用于自制气体传感器（控制参数为测试腔温度与气体浓度），结果显示：在250°C工作温度和800ppm LPG浓度下，传感器灵敏度达92.7%的定量响应值，同时具备44.1秒的快速响应时间和218.7秒的恢复时间。

    关键词： 氧化锌纳米棒、薄膜、光学特性、气体传感、微观结构特性、液化石油气

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过还原氧化石墨烯沉积和紫外辐照提升基于ZnO纳米棒的酶葡萄糖传感器性能

    摘要： 本文报道了通过在氧化锌（ZnO）纳米棒与氧化铟锡（ITO）电极之间引入还原氧化石墨烯（rGO）并进行紫外光照射刺激，显著提升了基于ZnO纳米棒的酶促葡萄糖传感器性能。电化学表征表明，rGO不仅促进了电子通过ZnO纳米棒向ITO电极的转移，还抑制了光生电子-空穴对的快速复合。紫外光照射激发ZnO纳米棒价带中的空穴，这些作为氧化剂的空穴增强了葡萄糖氧化酶（GOx）对葡萄糖的催化活性。rGO使该葡萄糖传感器的灵敏度提升至1.6倍，检测限降低至2.3倍；结合rGO与紫外光照射后，灵敏度进一步增至1.7倍，检测限再降2倍。此外，所制备的葡萄糖传感器对尿素、尿酸和抗坏血酸表现出优异的选择性，能可靠测定血清样本中的葡萄糖浓度。该研究结果有望提升其他酶生物传感器的性能。

    关键词： 葡萄糖传感器、氧化锌纳米棒、紫外辐照、石墨烯、电化学测试

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 冲击波加载条件下ZnO纳米棒的力学结构、光学特性及形貌稳定性

    摘要： 晶态材料冲击波恢复实验是航空航天应用的热门研究课题。本文作者展示并证实了氧化锌纳米棒（ZnO NRs）在冲击波加载条件下的物理性质稳定性。测试样品采用水热法合成，冲击波由台式半自动压力驱动冲击管产生。研究人员让马赫数为2.2（瞬时压力2.0 MPa、温度864 K）的冲击波分别冲击四个测试样品50次、100次、150次和200次。通过X射线衍射和光学分析研究冲击波对样品结构与光学性能的影响。结果表明：经历50次、100次和150次冲击后，ZnO NRs仍保持优异的分子、光学、结构及形貌稳定性；当冲击脉冲增至200次时，虽在紫外-可见光谱中观察到蓝移现象，但X射线衍射证实其结构性质未发生变化。该冲击波恢复实验证明ZnO NRs具有极强的抗冲击波稳定性，因此建议将其应用于航空航天及军事领域。

    关键词： 氧化锌纳米棒、航空航天应用、结构稳定性、冲击波

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 独立式ZnO纳米棒的亚ppm级丙酮气体传感性能

    摘要： 本文采用低成本、简单的湿化学法合成了ZnO纳米棒，并将其用作高灵敏度丙酮气体传感器，检测限低至25 ppb，这使得该传感器成为多种应用的理想选择。所制备的传感器在最佳工作温度320°C下对25 ppb丙酮表现出1.75的响应值，响应时间为30秒。然而，该传感器对50 ppm丙酮的响应值为60，响应时间为15秒。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对生长的ZnO纳米棒的形貌和结晶度进行了表征。根据SEM图像，获得了平均直径为80 nm、平均长度大于1.5微米的独立纳米棒，且具有高度择优的c轴取向。

    关键词： 亚ppm级传感、气体传感器、丙酮、氧化锌纳米棒、水热法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 氧化锌纳米棒对聚乙烯醇/羧甲基纤维素复合材料结构、热学、介电及电学性能的影响

    摘要： 通过化学气相沉积法（CVD）制备的氧化锌纳米棒经透射电镜（TEM）测定，其长度介于104.12至307.64纳米之间，直径介于21.17至55.88纳米之间。采用浇铸法制备了聚乙烯醇/羧甲基纤维素纳米复合材料与氧化锌（ZnO）。采用多种方法对制备样品进行表征：X射线衍射分析显示这些聚合物样品具有非晶特性，且添加过程使其非晶程度增加；傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了ZnO纳米棒与PVA/CMC共混物的相互作用；扫描电子显微镜（SEM）支持了掺杂剂在聚合物基体中的分散状态；差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）用于研究薄膜的热行为，发现导电性最高的聚合物材料具有较低的玻璃化转变温度。通过复阻抗谱法分析了不同温度下作为频率函数的导电性与介电行为，交流电导率符合琼斯彻定律，而直流电导率呈现阿伦尼乌斯行为并随温度升高而增强，且薄膜的活化能随ZnO纳米棒含量增加而降低。纯共混物与纳米复合材料的介电性能因ZnO纳米棒的加入得到提升，且表现出显著的温度依赖性。频率指数（s）与所提出的势垒跳跃模型关联方程高度吻合。这些纳米复合材料样品中直流与交流电导率的显著提升，使其成为电化学器件应用的潜在候选材料。

    关键词： 交流电与介电参数、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、氧化锌纳米棒、扫描电子显微镜（SEM）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于固定在氧化锌纳米棒上的牛白血病病毒蛋白的光致发光免疫传感器

    摘要： 牛白血病病毒(BLV)的gp51蛋白作为特异性抗BLV蛋白抗体(抗-gp51)的抗原，在用于检测抗-gp51的免疫传感器设计中充当生物识别元件。评估了BLV蛋白gp51在氧化锌纳米棒(ZnO-NR)修饰玻璃(ZnO-NR/玻璃)表面的固定效率。通过测定ZnO光致发光变化，研究了BLV蛋白gp51修饰的ZnO/玻璃(gp51/ZnO-NR/玻璃)上抗原-抗体复合物的形成。评估了gp51/ZnO-NR/玻璃在基于光致发光的免疫传感器设计中的适用性。为提高传感gp51层的选择性，采用牛血清白蛋白(BSA)构建gp51&BSA复合层。使用聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)增强gp51和BSA基传感层(gp51&BSA)在ZnO-NR/玻璃表面的固定效果，在构建gp51&BSA/PAH/ZnO-NR/玻璃结构时引入PAH。讨论了生物分子(gp51、牛血清白蛋白(BSA)和抗-gp51)与ZnO-NR在制备及工作过程中相互作用的机制，涉及基于gp51&BSA/ZnO-NR/玻璃和gp51&BSA/PAH/ZnO-NR/玻璃的免疫传感器。

    关键词： 牛白血病病毒（BLV）、光致发光、光学免疫传感器、氧化锌纳米棒、抗原-抗体复合物。

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 由α-氧化锌纳米棒组成的薄膜的电输运特性

    摘要： 背景：由于其宽禁带、高激子结合能和高击穿强度，ZnO纳米结构在电子器件、光子器件及高频应用领域具有潜在应用价值。 目的：本研究旨在探究由非晶态ZnO纳米棒组成的薄膜的电输运特性。 方法：采用物理气相冷凝法制备ZnO纳米棒，通过扫描电子显微镜观察其形貌，利用X射线衍射仪记录所制薄膜的X射线衍射图谱，采用四探针法进行直流电导率测量。 结果：制备的ZnO纳米棒直径为10-20纳米，长度达数百纳米量级。由ZnO纳米棒组成的薄膜XRD图谱显示其具有非晶特性。在297-4.2K温度范围内研究了直流电导率的温度依赖性：297-120K区间采用Mott三维变程跳跃传导机制解释电导现象；120-4.2K低温区间则可能由费米能级附近局域态中的二维变程跳跃载流子输运主导。 结论：基于直流电导率数据的温度依赖性分析表明，在整个298-4.2K温区内存在变程跳跃机制（VRH），当温度低于125K时该机制从三维形式转变为二维形式。

    关键词： 物理气相凝聚技术、变程跳跃、X射线衍射、氧化锌纳米棒、扫描电子显微镜、莫特参数、电导机制

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 氧化石墨烯包覆的花状ZnO纳米棒：光电性能

    摘要： 本文研究了氧化石墨烯涂层对氧化锌纳米棒（ZnO NRs）光学及光致发光性能的影响。采用水热法（以六水合硝酸锌和六亚甲基四胺为原料）制备ZnO NRs，通过Hummer法制备氧化石墨烯（GO），并在Si(100)衬底上采用简便的滴涂技术合成了ZnO纳米棒：氧化石墨烯纳米复合材料（ZnO NRs:GO）。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱、紫外-可见-近红外光谱（UV/VIS/NIR）及光致发光（PL）光谱等技术，分析了薄膜的结构、形貌、光学及发光特性。XRD分析表明，复合材料呈现六方纤锌矿结构并具有(101)择优晶粒取向。GO涂层后平均晶粒尺寸从45nm减小至40nm。SEM研究证实GO层成功包覆在花状ZnO纳米结构表面。FTIR和拉曼分析验证了纳米复合材料的杂化特性以及ZnO NRs与GO间的强相互作用。根据紫外吸收光谱分析，ZnO NRs:GO纳米复合材料的带隙（2.95eV）低于纯ZnO NRs（3.11eV）。该复合材料呈现宽达~450nm至~750nm的PL谱带，具有近似白光的综合发射特性，色度坐标为(0.25, 0.34)。经高斯解卷积处理的宽PL谱带显示出三个与ZnO和GO中辐射复合相关的特征子带。

    关键词： 氧化石墨烯、光学性能、纳米复合材料、氧化锌纳米棒

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于CsPbBr?钙钛矿改性ZnO纳米棒复合材料的高短路电流太阳能电池

    摘要： 我们构建了三维全无机钙钛矿太阳能电池，采用垂直排列的导电氧化锌纳米棒作为电子传输层和光学波导。钇掺杂提升了氧化锌的导电性，从而改善了电子传输效率，使太阳能电池效率提高了三倍。这些垂直排列的纳米棒既作为光学波导又充当支架结构，通过增加钙钛矿半导体层厚度显著增强了光吸收效果。器件结构采用剥离的多层石墨背接触层以实现高效空穴提取。通过二氧化钛纳米级涂层对氧化锌进行关键改性，光致发光光谱测量显示这能有效钝化表面并减少电荷复合，从而大幅改善电荷转移效率。该策略最终使太阳能电池效率整体提升九倍，达到具有竞争力的最高值5.83%。更重要的是，这种全无机太阳能电池展现出卓越的稳定性，在环境条件下存放1000小时后初始性能未出现衰减。本研究证明钇掺杂氧化锌纳米棒可作为介孔二氧化钛的理想替代材料，使CsPbBr3钙钛矿器件实现了10.5 mA cm-2的高短路电流密度。

    关键词： 石墨，环境合成，无机钙钛矿，二氧化钛涂层，氧化锌纳米棒

    更新于2025-09-23 15:21:01