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oe1(光电查) - 科学论文

7 条数据
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  • 通过溶剂驱动的形状可控晶体生长的溶胶-凝胶合成法调控氧化锌纳米结构的带隙

    摘要： 本文提出一种可靠的溶胶-凝胶方法，通过结合ZnO纳米晶形成与溶剂驱动的低形状控制晶体生长过程，在温和温度下制备出高度有序的ZnO纳米结构。ZnO纳米晶溶胶的晶体生长表现出显著的溶剂依赖性形貌调控，可分别形成纳米棒、纳米颗?；蚰擅灼?。溶剂热过程与溶剂极性共同促进形状可控的晶体生长，强化了溶剂选择性吸附于晶体晶面并控制纳米结构最终形貌的核心机理。XRD图谱与XPS光谱证实了溶剂选择性吸附晶面的概念，该作用导致不同ZnO形貌的生成。光学吸收峰位从初始前驱体溶液的332 nm迁移至ZnO纳米晶溶胶的347 nm，最终至ZnO纳米棒的375 nm，这一渐变过程证实了纳米晶向维度化纳米结构的逐步生长与熟化。研究发现，基于不同溶剂体系制备的ZnO纳米结构其工程化光学带隙范围为3.10-3.37 eV，实验XRD谱图计算的理论带隙值与紫外-可见光谱获得的ZnO纳米结构光学带隙范围相符。以DMF为溶剂旋涂制备的ZnO纳米棒薄膜表现出1.14×10?3 S cm?1的电导率，较苯二酚体系中形成的ZnO纳米颗粒及ZnO溶胶的电导率提升近一个数量级。本研究所展示的基于水相湿化学合成工艺实现纳米尺度ZnO带隙与电学性能调控的方法具有简便、通用且环境友好的特点，可推广应用于制备其他具有形状可控形貌与光电特性的带隙工程金属氧化物纳米结构。

    关键词： 电导率、氧化锌纳米结构、光学带隙、形貌可控晶体生长、溶胶-凝胶合成法

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 通过调控ZnO纳米结构形貌提升Al/ZnO/p-Si/Al异质结太阳能电池的功率转换效率

    摘要： 本文提出一种经济高效的溶胶-凝胶法合成ZnO纳米结构，用于制备Al/ZnO/p-Si/Al异质结太阳能电池。研究者在p型硅表面生长晶态ZnO纳米结构，并分别在300°C、400°C和500°C温度下退火以适配异质结太阳能电池应用。XRD与SEM成像证实，获得均匀晶态纳米结构的最优退火温度为500°C。紫外-可见光谱分析表明，该ZnO纳米结构层在可见光波段具有高透射率，其直接带隙为3.26-3.28 eV。由于退火温度升高促使ZnO形成增大表面积的晶态纳米结构，Al/ZnO/p-Si/Al太阳能电池的功率转换效率从1.06%提升至2.22%。在AM 1.5光照条件下通过电流-电压(I-V)测试测得最优短路电流(Isc)和开路电压(Voc)分别为9.97 mA和460 mV。

    关键词： 功率转换效率、溶胶-凝胶法、退火温度、异质结太阳能电池、氧化锌纳米结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2019年IEEE传感器会议 - 加拿大魁北克省蒙特利尔（2019.10.27-2019.10.30）] 2019年IEEE传感器会议 - 基于激光退火ZnO纳米结构的室温气体传感器用于气态污染物检测

    摘要： 要有效控制空气中的气态污染物，必须构建可靠且成本低廉的监测系统，这些系统应能轻松部署于城市区域?；诮鹗粞趸锬擅捉峁沟拇衅骷诩觳舛嘀钟泻ζ澹ㄈ绺呶榷ㄐ浴⒁妆砻婀δ芑拔露忍匦裕┓矫嫦啾瓤樘宀牧暇哂兄疃嘤攀?。在众多潜在的纳米结构中，氧化锌纳米棒可通过低成本、简单工艺在较低制造温度下获得，这为该材料与柔性基底的集成提供了可能。此外，还可利用激光退火工艺来改善或调控这些材料的形貌与电学性能。本研究对比了沉积态器件与激光退火器件在检测一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO?）时的性能表现，展示了不同气体浓度下的传感器特性及动态行为，并通过分析各类污染物检测所涉及的机制展开讨论。结果表明：激光退火传感器在检测NO时灵敏度比原生长样品高出一个数量级（3.9×10?3 vs 2.7×10?? [1/ppm]），而对NO?的灵敏度则高出四倍以上（3.8×10?3 vs 8.4×10?? [1/ppm]）。

    关键词： 氧化锌纳米结构、气态污染物、室温气体传感、激光退火

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 一项关于8 MeV电子束对ZnO纳米结构中局域缺陷态的影响及其在光致发光和三次谐波产生中作用的研究

    摘要： 本文研究了电子束辐照（EBI）对ZnO纳米薄膜物理及非线性光学特性的影响。采用低成本喷雾热解技术制备了纳米结构ZnO薄膜，辐照剂量设定为5kGy、10kGy、15kGy和20kGy。掠入射X射线衍射仪（GAXRD）的结构分析证实薄膜为纤锌矿结构的ZnO多晶相。通过二维/三维原子力显微镜（AFM）图像展示了EBI导致的表面形貌变化，Nanoscope软件量化分析了辐照后表面粗糙度与平均颗粒高度的改变。利用紫外-可见分光光度计、室温光致发光（RTPL）、拉曼光谱及X射线光电子能谱（XPS）研究了辐照产生的缺陷态：Urbach尾增宽验证了薄膜中局域缺陷态的形成；RTPL光谱的高斯拟合显示辐照导致发光中心猝灭，源于空位缺陷的复合；拉曼光谱的声子限制模型拟合表明辐照引起的声子模式偏移源自声子的空间限制。XPS光谱揭示了EBI ZnO薄膜的元素组成与杂质态，Zn/O元素结合能偏移证实了电子束诱导的薄膜变化。电子束辐照使三阶光学非线性极化率χ(3)从3.5×10??esu提升至8.13×10?3esu，这归因于电子向薄膜内不同缺陷能级的跃迁增强及连续波（CW）激光照射产生的局部加热效应。采用1064nm/8ns脉宽的Nd:YAG激光检测到增强的三次谐波（THG）信号，表明EBI ZnO薄膜在频率转换应用中具有优异特性。

    关键词： 电子束辐照、声子限制模型、三次谐波产生、氧化锌纳米结构、局域缺陷态

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 利用分级ZnO纳米结构实现碳酸氢盐光催化还原为甲酸

    摘要： 氧化锌（ZnO）是一种储量丰富、无毒且低成本的原料，已广泛应用于光催化水分解、气体传感和染料降解等领域。本研究测试了多种ZnO结构用于碳酸氢盐光化学还原为甲酸（甲醇的中间体，这种高辛烷值燃料的能量密度高于压缩氢气）。所研究的ZnO形貌包括微米级与纳米级颗粒、棒状、线状、带状及花状结构。通过直接煅烧醋酸锌合成的ZnO，提供了一种廉价且可大规模制备的方法。合成的ZnO与市售微米/纳米级ZnO相比具有同等光催化效率。其中花状ZnO因其12.9 m2/g的最大比表面积表现出最高效率，达到10.04±0.09%的表观量子效率（AQE），性能优于作为基准光催化剂的商用TiO?（P25）。这是首个在水相体系中比较不同形貌尺寸ZnO碳酸氢盐还原性能并展现优异光催化效果的研究。

    关键词： 太阳能燃料，氧化锌纳米结构，红锌矿，碳酸氢盐光还原

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于氧化锌纳米结构活性表面的酶生物传感

    摘要： 为利用氧化锌作为生物活性表面，分析了沉积在不同基底上的Ag/ZnO介观结构。本文展示了采用配备毫米透镜的电磁传感器（eNDE）对不同基底上沉积的条栅（用作生物活性表面）进行测试所获得的结果，该方法通过填充固定化酶的微缝光栅（MSG）产生的倏逝波增强效应来提升检测性能。

    关键词： 电磁传感器、酶生物传感、生物活性表面、倏逝波、氧化锌纳米结构

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 氧化锌纳米结构改性聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂层的疏水性提升

    摘要： 本工作通过简单的浸涂法制备了一种环保的疏水棉表面，该表面由聚二甲基硅氧烷（PDMS）和不同形貌的氧化锌（ZnO）纳米结构组成。采用溶胶-凝胶法合成了ZnO纳米球和ZnO纳米片，采用溶液沉淀法合成了ZnO纳米棒。制备ZnO纳米球、纳米片和纳米棒所用的前驱体分别为醋酸锌二水合物、氯化锌和硝酸锌四水合物。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X射线衍射（XRD）分析了ZnO纳米结构。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和接触角（WCA）分析对疏水棉表面进行了表征。当使用ZnO纳米片（ZnO-NF:PDMS）涂层棉时，获得了144.15°的接触角。

    关键词： 氧化锌纳米结构、聚二甲基硅氧烷、溶液沉淀法、疏水性、溶胶-凝胶法、浸渍涂布法

    更新于2025-09-04 15:30:14