关键词： 金属-有机骨架材料(MOFs)   纳米复合材料   过氧化氢   电化学传感器  

摘要： 电化学传感方法检测HO含量具有很多优点,已有很多文献报道。然而,受纳米材料形貌、传感界面构建方法等因素的影响,其灵敏度和检出限有待进一步提高。实验通过水热法合成了银-对苯二甲酸金属-有机骨架纳米复合材料(Ag-MOFs),为提高传感器的分析性能,又将金纳米颗粒(AuNPs)负载于Ag-MOFs表面,合成了AuNPs/Ag-MOFs,从而构建了一种新颖的无酶HO电化学传感器。使用透射电镜表征,发现Ag-MOFs呈棒状,长400～600nm。通过循环伏安法、安培法等电化学方法测定了电化学传感器的性能。所构建的电化学传感器对HO的还原具有优异的催化性能,催化电流与HO浓度在0.6μmol/L～18.5mmol/L呈线性关系,灵敏度高达219.5μA·(mmol/L)·cm,检出限为0.3μmol/L(S/N=3)。选择3个消毒剂样品,实验前,首先稀释样品溶液,再采用电化学传感器测定了其中HO浓度,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)小于4%;且与KMnO4滴定法测定结果基本一致。

关键词： 纳米颗粒   热稳定性   表面扩散   融合  

摘要： 纳米颗粒的热稳定性和表面扩散行为对其实际应用和器件加工有着重要的影响。然而,目前的实验表征技术还无法精确地给出纳米颗粒在高温下的结构演变过程及其在表面的扩散机制。另一方面,合理利用纳米颗粒的融合是一种自下而上加工微纳米电子器件的方法,随着器件尺寸的进一步缩小,在原子尺度理解纳米颗粒的融合机制十分重要。本论文基于分子动力学模拟,在原子精度上研究了纳米颗粒及其阵列的熔化行为、在固体表面的扩散机制及其在油-水界面的融合行为。主要的研究进展如下:1. 系统研究了Au@Ag核壳式纳米颗粒中Au核的大小与Ag壳的厚度对其热稳定性的影响。研究表明,固定Au核的尺寸,Au@Ag核壳式纳米颗粒的熔点随Ag壳的厚度的增加而增加;除Au

关键词： ZnO纳米棒阵列   发光特性   异质结发光二极管   Ag纳米颗粒  

摘要： ZnO作为一种典型的第三代半导体,凭借其3.37 e V的禁带宽度和60 me V的室温激子束缚能,成为非常有潜力的短波长半导体发光器件的候选材料。目前由于低阻、稳定的p-ZnO难以实现,严重阻碍了其实用化进程。因此,n-ZnO/p-Ga N异质结发光二极管(LED)器件被广泛研究。为了提高异质结器件的发光效率,通常采用具有良好结晶质量的低维纳米结构材料作为有源层,其中一维ZnO纳米棒阵列(ZnO NRA)由于具有优异的光电传导性能受到人们的关注,伴随着研究的深入也出现了新的问题,由于纳米结构具有大的比表面积导致器件性能难以控制,特别是ZnO NRA的发光变得更加复杂。本文为了探究一维ZnO NRA及其器件的发光特性,从ZnO NRA的发光机理、ZnO NRA的器件结构以及Ag纳米颗粒(AgNPs)的修饰对增强发光影响等方面展开了研究,主要内容如下:(1)采用溶液法制备ZnO NRA,并系统地研究了衬底、晶种层种类、晶种层厚度等因素对ZnO NRA生长的影响,获得了较为成熟的ZnO NRA制备工艺。在c-AlO和p-Ga N衬底上,通过脉冲激光沉积(PLD)法制备Mg ZnO和ZnO/MgO双层薄膜作为晶种层,成功制备出具有高致密度和良好垂直取向性的ZnO NRA;通过变温光致发光(PL)光谱研究了ZnO NRA发光起因,将ZnO NRA的近带边发射(NBE)归因于自由激子相关的复合,而位于可见光区的发射(DE)被认为与不同价态的氧空位(V)相关的缺陷有关,并发现了这些不同价态的V随着环境温度变化可以相互转化,为ZnO NRA的发光特性研究提供了丰富的实验基础;分析了ZnO NRA的形貌与其光致发光(PL)光谱的关系,发现可以通过控制形貌来调节ZnO NRA的NBE和DE的相对发射强度,为调控发光器件的性能提供了新的途径。(2)根据能带工程选择ZnO/MgO双层结构作为晶种层和限制层,设计了ZnO NRA/ZnO/MgO/p-Ga N异质结发光器件,选择In作为ZnO NRA的电极、Au/Ni电极作为p-Ga N的电极,开展了器件电极制备工艺的研究,获得了良好的欧姆接触;利用直流激发ZnO NRA/ZnO/MgO/p-Ga N异质结器件,在室温正向偏压下获得了来自ZnO NRA缺陷发光为主的电致发光,且该器件随偏压变化色度可调;系统分析了器件的发光机理,认为在电场作用下ZnO NRA缺陷发光来源于不同价态的V相关的复合,由于在纳米棒表面吸附氧的影响,ZnO纳米棒表面和体内的V会呈现不同的价态,随着偏压和环境温度等条件变化V的带电状态发生转变,从而导致发光峰发生移动。(3)开展了AgNPs修饰对ZnO NRA发光性能影响的研究,发现热蒸发方法制备的AgNPs偶极子共振峰严格受其粒径和粒径分布的调控,而四极共振在AgNPs粒径较大的情况下更容易发生;通过在ZnO NRA上蒸镀不同厚度的Ag薄膜,发现ZnO NRA的NBE可以和AgNPs的四极共振峰产生共振增强,DE可以和AgNPs的偶极子共振峰产生共振,且增强的幅度与它们之间的峰位匹配程度有关。通过微波炉加热法成功制备AgNPs溶液,研究了反应液配比、反应时间以及加热功率对AgNPs溶液吸收光谱的影响,并成功利用激光诱导制备出稳定性高、分散性好的AgNPs,颗粒尺寸均匀分布在20 nm左右;探究了ZnO NRA的AgNPs旋涂修饰工艺,并利用生物合成法制备的AgNPs修饰获得ZnO NRA的NBE发光增强。

关键词： MgZnO日盲探测器   混相   Ag纳米颗粒   lift-off   电极  

摘要： 紫外日盲探测器在导弹预警、火焰探测等不同领域有广泛的应用。近几年内薄膜半导体材料因为其体积及功耗的优势经常作为日盲探测器的材料,如GaO、Al Ga N、Si C等,其中MgZnO具备相对较高的响应度以及宽的可探测紫外范围,通过调整带隙能够覆盖整个日盲波段,且具有低的生长温度,是制作日盲紫外探测器的理想材料。根据近几年的研究发现,虽然MgZnO日盲探测器性能较高,但人们对MgZnO器件的工艺研究还相对较少,有报道称金属纳米颗粒的等离子体增强效应能够提高紫外探测器的响应度与信噪比,并且有研究显示Ag纳米颗粒对MgZnO日盲探测器有增强效果,但对Ag纳米颗粒制备工艺的研究还比较少,因此因此本论文针对MgZnO的Ag纳米颗粒修饰工艺以及电极制备工艺进行了研究。采用了旋涂法制备Ag纳米颗粒,并且研究了Ag纳米颗粒等离子体增强混相MgZnO日盲紫外探测器的性能;为了消除光刻过程中腐蚀液对MgZnO薄膜的影响,采用了lift-off光刻工艺制备MgZnO探测器的电极;同时还使用Ag、Al金属MgZnO日盲紫外探测器的电极,分别研究了电极制备工艺及不同电极材料对器件性能的影响。论文的主要研究内容及结果如下:1、采用旋涂法制备出了30nm直径的致密Ag纳米颗粒,并将Ag纳米颗粒修饰到MgZnO薄膜上,使用光刻工艺制备了MgZnO紫外探测器,探究不同旋涂层数与旋涂速度对Ag纳米颗粒修饰的MgZnO日盲紫外探测器性能的影响。发现分散更加密集的Ag纳米颗粒对MgZnO日盲紫外探测器有巨大增强,器件的响应度在240nm处达到了4.48A/W,是未修饰器件的90倍;暗电流在25V的偏压下仅为3.78n A,与无修饰器件相比差距不大;其最大光暗电流比达到了3.85×10,比未修饰Ag纳米颗粒的器件提高了近3个数量级。2、探索了完整的lift-off光刻工艺,并且研究了湿法光刻工艺与lift-off光刻工艺制备电极对MgZnO日盲紫外探测器的器件性能的影响。由于lift-off光刻工艺避免了金属腐蚀液对器件的影响,采用lift-off光刻工艺制备电极的探测器器件在235nm处的响应度最高为2.85 A/W,在近紫外区域大概290nm处的响应度最高达到了4.9 A/W,器件的响应度在深紫外235nm处提升了19倍,并且在近紫外区域提升了13.6倍,器件的最大光暗电流比达到了2735,比湿法光刻的样品提高了1个数量级。3、使用lift-off光刻工艺分别制备了Ag电极修饰的MgZnO探测器与Al电极修饰的MgZnO探测器,并研究了不同金属电极对MgZnO日盲紫外探测器的器件性能的影响。由于Ag与MgZnO薄膜之间的势垒高度较低,采用Ag金属电极的MgZnO日盲紫外探测器在紫外光照射下内增益效应较大,Ag电极修饰的MgZnO日盲紫外探测器在260nm处的响应度达到了14A/W,比Au电极修饰的器件提升了2.86倍,且在25V的偏压下的光暗电流比达到了1417,比同电压下Au电极修饰的器件提高7.6倍左右;虽然Al跟MgZnO之间的势垒高度也比较低,但是由于在制备过程中不可避免的产生氧化层,所以Al电极修饰的器件性能反而有大幅度下降。

关键词： 纳米棒阵列   ZnO   纳米颗粒   光电响应   持续光电导  

摘要： 0引言ZnO是一种金属氧化物半导体材料,在各类光电子器件中展现出了广泛的应用潜力[1]。ZnO中的光电转换过程涉及诸多复杂的光电转换机制,在不同的光电应用领域中,这些不同的机制及它们之间的联系直接决定了ZnO在实际应用中的使役行为。

关键词： Ag/ZnO纳米棒阵列膜   时域光电流   光电响应   光电弛豫   持续光电导  

摘要： 通过两步法合成了表面修饰Ag纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列膜,并检测了该纳米棒阵列膜在波长为365 nm的紫外光照下的时域光电流曲线。与纯ZnO纳米棒阵列膜相比,Ag纳米颗粒修饰后ZnO纳米棒阵列膜在光电响应阶段有更大的响应值,最大达到7 490,约为纯ZnO纳米棒阵列膜响应值的50倍。而且,Ag纳米颗粒对ZnO纳米棒阵列膜弛豫阶段呈现的持续光电导(PPC)效应有很好的调控作用。相同恢复时间内,纯ZnO纳米棒阵列膜光电流恢复效率为25%,Ag纳米颗粒修饰后达到87%。Ag浓度越大,持续光电导(PPC)效应越不明显,这个现象使得通过简单改变表面Ag纳米颗粒的浓度来调控ZnO纳米棒阵列膜的PPC效应成为可能。

关键词： 银   纳米粒子   聚合物   蜂窝状阵列   SERS   呼吸图法  

摘要： 通过静态呼吸图法制备了具有高度有序微结构的聚苯乙烯-嵌段-聚4-乙烯吡啶共聚物(PS-b-P4VP)膜。以该嵌段共聚物膜为模板,可制得金属纳米粒子阵列。借助光化学还原途径制得了具有蜂窝状微结构的Ag纳米颗粒膜。以罗丹明6G(R6G)为探针分子,考察了蜂窝状Ag纳米颗粒膜用作表面增强拉曼散射(SERS)基底的性能。蜂窝状Ag纳米颗粒膜对R6G分子的表面拉曼散射增强因子高达1.31×10^9。另外,该SERS基底还显示了较低的检测限,检测限低至10^-10mol·L^-1。拉曼信号面扫显示了基底很好的信号均匀性。在此SERS基底上30μm×30μm范围内随机收集的120个拉曼信号强度的相对标准偏差仅为~12%。

关键词： 阻变存储器   电阻转变效应   电流-电压特性   脉冲激光沉积  

摘要： 采用脉冲激光沉积技术制备了Ag/ZnO/Pt和Ag/ZnO-Ti/Pt阻变存储器。与Ag/ZnO/Pt相比,Ag/ZnO-Ti/Pt的阻变性能得到了显著的改善。对Ti纳米颗粒改善器件电致电阻转变特性的机理进行了定性的分析。

关键词： ZnO   Ag纳米颗粒   复合光催化剂   降解   甲基橙  

摘要： 采用化学沉淀法制备ZnO微球,利用柠檬酸三钠(TCD)避光还原硝酸银在ZnO表面沉积银粒子制备Ag/ZnO复合材料.利用XRD、 SEM、 TEM、 EDS、 FTIR、 UV-vis DRS、 PL、 BET等对Ag/ZnO的结构、组分、形貌及光谱性质进行了表征,通过紫外及可见光照降解甲基橙溶液评价样品的光催化性能.结果表明:ZnO纳米微球是由ZnO纳米片相互交错构筑而成的具有丰富孔道的分级结构, Ag纳米粒子均匀沉积在ZnO纳米片上. Ag的沉积显著增加了ZnO的可见光吸收,猝灭了ZnO荧光,提高了ZnO催化活性.