铟掺杂的氧化锌纳米带的制备和发光特性

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响1. 氧化锌薄膜的制备氧化锌薄膜通常采用物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等方法制备。

其中以溅射法制备氧化锌薄膜具有较高的制备温度，制备过程中容易产生氧化物杂质等缺点。

而溶液法制备氧化锌薄膜的工艺简单、成本低，因此在实际应用中更受到青睐。

2. 铟掺杂氧化锌薄膜的制备铟掺杂氧化锌薄膜的制备通常采用溶胶-凝胶法。

首先通过溶剂（如乙醇）、表面活性剂（如十二烷基硫酸钠）以及适量的铟源（如铟醋酸）将氧化锌前驱体和铟源混合，制备成预体溶胶。

随后，将溶胶旋涂于基板上，并在适当的温度下进行热处理，最终得到铟掺杂氧化锌薄膜。

3. 结构表征对铟掺杂氧化锌薄膜的结构进行表征可以通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段。

XRD结果可以得到样品的晶胞参数和衍射峰位置，从而了解样品的结晶性和晶格结构；SEM和TEM结果则可以观察样品的表面形貌和内部微观结构，从而了解样品的形貌和微观结构。

4. 光致荧光特性测试光致荧光特性测试通常采用光致发光（PL）和光致减少（PLE）等手段。

PL测试是将样品暴露在紫外光下，观察其发出的荧光信号，从而了解样品的荧光强度和荧光峰位置；PLE测试则是在不同波长下激发样品，观察其发出的荧光信号，从而了解样品的激发能级和能带结构。

5. 铟掺杂对氧化锌薄膜结构的影响研究表明，铟掺杂可以有效地改善氧化锌薄膜的结晶性和晶体结构。

通过XRD测试发现，铟掺杂能够显著提高氧化锌薄膜的结晶度，减小晶粒尺寸，使得晶格参数发生改变。

SEM和TEM测试结果也表明，铟掺杂明显改善了氧化锌薄膜的致密性和表面平整度，使得薄膜的微观结构更加均匀和紧密。

6. 铟掺杂对氧化锌薄膜光致荧光特性的影响铟掺杂对氧化锌薄膜的光致荧光特性也有着显著影响。

通过PL和PLE测试可以得知，铟掺杂显著增强了氧化锌薄膜的荧光强度和荧光峰位置。

这是因为铟的掺杂能够引入能带杂质能级，改变氧化锌的能带结构，使得载流子的复合和辐射过程得到促进，从而提高了氧化锌薄膜的光致荧光性能。

摘要近年来，随着工业的迅猛发展，各类工业废水、废气、废弃物等急剧增加，水污染问题成为全球性问题之一。

水污染的治理因此受到更多科研工作者的关注。

ZnO 作为一种直接带隙宽禁带半导体材料，具有较高的电化学稳定性和热稳定性，能很好的吸收紫外光，在光激发下可有效地降解有机污染物，被广泛地应用于光催化领域。

但ZnO 光催化剂普遍存在着比表面积较小、载流子复合率高等自身缺点，限制了其光催化反应过程中的降解效率。

另外，ZnO 粉体光催化剂在回收利用过程中不仅操作繁琐复杂，难以简便将光催化剂从水溶液中分离出来，而且残留在水溶液中的光催化剂会对环境造成二次污染。

本论文主要研究了两种具有不同形貌特征的ZnO 光催化剂—ZnO 空心球薄膜和Na 掺杂ZnO 纳米线，探讨了提高其光催化活性的可能性。

借助多种材料表征手段，分析了材料的形貌、结构和光学性能。

对比研究了各种光催化剂降解甲基橙水溶液的光催化性能，并探讨了光催化反应的机理。

主要研究内容如下：(1) 以浸渍-提拉法制备的单分散六方密排PS 微球为模板，利用磁控溅射法沉积ZnO 薄膜，结合煅烧去除模板，制备了不同粒径大小的ZnO 空心球薄膜。

根据SEM 和TEM 的结果分析，证明了ZnO 纳米球的空心结构成功构筑。

样品在紫外光波段均有较强的吸收峰，对空心球内部的光路研究发现，这种空心球结构的ZnO薄膜不仅具有高的比表面积，而且能在球体的空心内部形成光陷阱，有效地提高了光的利用率。

在各粒径ZnO 空心球薄膜与ZnO薄膜降解甲基橙水溶液的对比实验中，空心球的光催化效率普遍较高，且400 nm ZnO 空心球薄膜的光催化效率最高。

(2) 在ZnO 空心球薄膜的基础上，经过溅射沉积Au 纳米颗粒构筑了Au/ZnO 空心球复合薄膜。

在紫外光照射下，对比分析了各粒径大小的ZnO 空心球薄膜和Au/ZnO 空心球复合薄膜降解甲基橙水溶液的光催化性能。

Au 纳米颗粒的沉积明显提高了ZnO 空心球薄膜的光催化速率。

《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，纳米材料因其独特的物理化学性质和广泛的应用前景而备受关注。

氧化锌（ZnO）纳米材料作为一种重要的半导体材料，因其良好的光电性能和低成本，已成为光电子器件制造的关键材料之一。

其中，铈掺杂氧化锌纳米管（Ce-doped ZnO nanotubes）因其在发光器件和光催化领域的重要应用价值，备受科研人员的关注。

本文将重点介绍铈掺杂氧化锌纳米管的制备方法，以及其发光性能的研究成果。

二、铈掺杂氧化锌纳米管的制备铈掺杂氧化锌纳米管的制备主要采用化学气相沉积法（CVD）和溶胶凝胶法。

本文采用溶胶凝胶法制备铈掺杂氧化锌纳米管，具体步骤如下：1. 制备掺铈的锌醋酸前驱体溶液。

通过将醋酸锌和硝酸铈以一定比例混合，溶解在乙醇中，得到均匀透明的溶液。

2. 采用旋涂法在基底上均匀涂覆前驱体溶液，并干燥形成干膜。

3. 在干膜上烧制，形成具有孔洞结构的铈掺杂氧化锌凝胶薄膜。

通过调节烧制温度和时间，可以控制纳米管的尺寸和形态。

4. 最终将烧制好的凝胶薄膜进行热处理，以进一步提高其结晶度和纯度，得到铈掺杂氧化锌纳米管。

三、铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能研究铈掺杂氧化锌纳米管具有优异的光电性能，特别是其发光性能备受关注。

本文通过实验研究了铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能，并探讨了其发光机理。

1. 实验方法采用紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪等实验设备，对铈掺杂氧化锌纳米管的吸收光谱和荧光光谱进行测试。

通过改变掺杂浓度、激发波长等参数，研究其对发光性能的影响。

2. 实验结果与分析（1）吸收光谱分析：通过紫外-可见分光光度计测试发现，铈掺杂氧化锌纳米管在紫外区域有明显的吸收峰，随着掺杂浓度的增加，吸收峰强度逐渐增强。

这表明铈离子的引入可以有效提高氧化锌纳米管的光吸收能力。

（2）荧光光谱分析：荧光光谱测试结果表明，铈掺杂氧化锌纳米管具有明显的荧光发射峰。

随着掺杂浓度的增加，荧光强度先增强后减弱，存在最佳掺杂浓度。

《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》篇一一、引言近年来，稀土元素掺杂的半导体纳米材料因其在光电子、磁性以及光电转换等领域的重要应用，备受科学界关注。

氧化锌（ZnO）作为一种具有高载流子迁移率的半导体材料，其在光电、气敏以及压电等领域也显示出广泛的应用前景。

本论文着重研究了铈（Ce）掺杂氧化锌纳米管的制备方法，以及其发光性能的研究。

二、铈掺杂氧化锌纳米管的制备（一）制备方法本实验采用化学溶液法，通过在氧化锌纳米管中掺杂铈元素，成功制备了铈掺杂氧化锌纳米管。

具体步骤包括：首先，制备出纯净的氧化锌纳米管；然后，将铈盐溶液与氧化锌纳米管进行混合，通过一定的反应条件使铈元素掺入氧化锌纳米管中。

（二）制备条件优化在制备过程中，我们通过调整掺杂浓度、反应温度、反应时间等参数，优化了铈掺杂氧化锌纳米管的制备条件。

实验结果表明，适当的掺杂浓度、反应温度和反应时间对于获得高质量的铈掺杂氧化锌纳米管至关重要。

三、铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能研究（一）发光性能测试我们采用光致发光光谱（PL）和X射线衍射（XRD）等手段，对铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能进行了研究。

通过PL光谱测试，我们可以观察到铈掺杂后的氧化锌纳米管在可见光区域出现了明显的发光峰。

（二）发光机理分析实验结果表明，铈元素的掺入改变了氧化锌纳米管的能带结构，使得其发光性能得到显著提高。

在光激发下，铈离子与氧化锌之间的能量传递过程导致了可见光发射。

此外，我们还发现，适当的掺杂浓度和反应条件对于优化发光性能具有重要作用。

四、结论本研究成功制备了铈掺杂氧化锌纳米管，并对其发光性能进行了研究。

实验结果表明，铈元素的掺入能够显著提高氧化锌纳米管的发光性能。

通过对制备条件的优化，我们得到了最佳的制备参数，为实现高质量铈掺杂氧化锌纳米管的规模化生产奠定了基础。

此外，对发光机理的分析有助于我们深入理解铈掺杂氧化锌纳米管的发光过程，为进一步优化其发光性能提供了理论依据。

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响1. 引言1.1 研究背景随着科学技术的不断发展，人们对铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响进行了深入研究。

了解铟掺杂后对氧化锌薄膜的影响，不仅可以拓展其在光电器件中的应用范围，还有助于优化器件的性能，提高其稳定性和可靠性。

本文旨在探讨铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响，通过实验和理论分析，深入了解铟掺杂后氧化锌薄膜的微观结构变化和光致荧光性能的改变，为进一步优化氧化锌薄膜在光电器件中的应用提供理论依据和实验支持。

1.2 研究目的研究目的：本研究旨在探讨铟掺杂对氧化锌薄膜结构和光致荧光特性的影响。

通过分析铟掺杂后氧化锌薄膜的结构特征，可以深入了解铟掺杂对晶格结构、晶体形貌等方面的影响。

研究铟掺杂对氧化锌薄膜的光致荧光特性的影响，有助于揭示铟掺杂后薄膜的发光机制，为进一步优化氧化锌薄膜的光电性能提供理论依据。

通过对铟掺杂氧化锌薄膜的研究，可以为薄膜的制备工艺优化和光电器件的应用提供重要参考，推动氧化锌材料在光电领域的发展。

2. 正文2.1 铟掺杂对氧化锌薄膜结构的影响铟掺杂是一种常用的手段，用来改善氧化锌薄膜的结构与性能。

铟（In）元素的掺杂可以有效地调控氧化锌薄膜的晶体结构和晶粒尺寸。

实验表明，随着铟掺杂浓度的增加，氧化锌薄膜的晶体结构逐渐由多晶向单晶转变，晶粒尺寸也逐渐增大。

这种结构的调控可以显著改善氧化锌薄膜的导电性能和光学性能。

铟掺杂还可以影响氧化锌薄膜的表面形貌和表面能。

随着铟掺杂量的增加，氧化锌薄膜表面的粗糙度逐渐减小，表面能也逐渐增大。

这种表面形貌和表面能的变化对于氧化锌薄膜的光学特性和化学稳定性有着重要的影响。

铟掺杂可以有效地调控氧化锌薄膜的结构，主要通过影响晶体结构、晶粒尺寸、表面形貌和表面能来改善薄膜的性能。

这些研究结果为进一步深入探究铟掺杂对氧化锌薄膜性能的影响提供了重要参考和依据。

2.2 铟掺杂对氧化锌薄膜光致荧光特性的影响铟掺杂是一种常用的改变氧化锌薄膜光致荧光特性的方法。

996
发
光
学
报
第 34 卷 给 出 另 一 种 ZnO 纳 米 产 物 的 SEM 和 TEM 像 。 从图 2 （ a ） 的 SEM 像中可观察到大面 积的四角结构的纳米产物 。 由图 2 （ b ） 的 TEM 像中可以 更 清 楚 地 看 到 纳 米 产 物 的 特 殊 形 貌 ： 产物呈规则的四角状结构 ， 每个臂均由锥 线两 单臂长度超过 2 μm ， 侧表面光滑 。 级结构构成 ，
Nanorod
500 ～ 700
30 ～ 50
Nano tetrapodlike
650 ～ 800
5 ～ 20
3
3． 1
结果与讨论
ZnO 纳米产物的形貌表征
四角形状的 米产物的特殊形貌： 产物具有规则的、 空间立体结构， 每个单体的 4 个臂形状、 尺寸相 同。单臂长度超过 1 μm， 臂与臂之间的夹角为 120° 。臂的侧表面光滑， 前端呈平直的片状结构。 由图 1 （ b ） 可以看出， 片的横截面宽度约为 100 nm。由图 1 可 以 计 算 出 四 角 锥 片 ZnO 纳 米 产 整 体 呈 现 典 型 的 微 /纳 物的 长 径 比 超 过 10 ， 结构 。
图1 Fig． 1
ZnO 纳米结构的 SEM 和 TEM 像 。 （ a ） 低倍 SEM 像； （ b） 高倍 TEM 像 。 SEM and TEM images of ZnO nanostructures． （ a ） Low magnification SEM image． （ b ） High magnification TEM image．
Carrier gas flow rates / （ cm ·min
3 －1

《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》篇一一、引言近年来，稀土掺杂的纳米材料因其在光电子、磁学和生物医学等领域的应用前景而受到广泛关注。

其中，铈掺杂的氧化锌纳米管（Ce-doped ZnO nanotubes）以其独特的物理和化学性质，特别是在发光性能上的优越性，成为研究热点。

本文将详细介绍铈掺杂氧化锌纳米管的制备方法，并对其发光性能进行深入研究。

二、铈掺杂氧化锌纳米管的制备1. 材料准备实验所需材料包括氧化锌粉末、铈盐、表面活性剂、溶剂等。

所有材料均需进行严格的筛选和预处理，以保证实验的准确性。

2. 制备方法采用溶剂热法结合化学掺杂的方法制备铈掺杂氧化锌纳米管。

具体步骤包括：将氧化锌粉末与铈盐混合，加入表面活性剂和溶剂，在一定的温度和压力下进行溶剂热反应，生成铈掺杂的氧化锌前驱体。

随后，通过煅烧处理，得到铈掺杂的氧化锌纳米管。

三、铈掺杂氧化锌纳米管的表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备得到的铈掺杂氧化锌纳米管进行表征。

通过XRD分析其晶体结构，SEM和TEM观察其形貌和尺寸。

四、发光性能研究1. 发光性能测试采用光致发光（PL）光谱、紫外-可见吸收光谱等手段对铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能进行测试。

通过PL光谱分析其发光强度、发光峰位等参数，探究其发光机理。

2. 发光性能影响因素分析从掺杂浓度、煅烧温度、反应时间等方面分析影响铈掺杂氧化锌纳米管发光性能的因素。

通过实验数据对比，得出各因素对发光性能的影响规律。

五、结果与讨论1. 结果分析通过实验数据和表征结果，分析铈掺杂氧化锌纳米管的形貌、结构及发光性能。

发现铈的掺入可以有效地改善氧化锌纳米管的发光性能，提高其发光强度和稳定性。

同时，掺杂浓度、煅烧温度和反应时间等因素对发光性能具有显著影响。

2. 发光机理探讨结合文献资料和实验结果，探讨铈掺杂氧化锌纳米管的发光机理。

认为铈离子的引入可以在氧化锌纳米管中形成能量传递路径，从而提高其发光性能。

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响引言一、ZnO薄膜的制备ZnO薄膜可以通过多种方法来制备，如物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和溶液法等。

溶液法制备ZnO薄膜具有工艺简单、成本低廉、可实现大面积制备等优点，因此在实际应用中得到了广泛关注。

实验中，我们采用了溶胶-凝胶法来制备ZnO薄膜，具体步骤如下：将适量的Zn（CH3COO）2溶解在乙醇中，形成Zn离子溶液；然后，加入适量的铟掺杂剂，如InCl3；接着，在溶液中加入适量的NH4OH，通过反应生成Zn（OH）2凝胶；通过热处理过程将Zn（OH）2凝胶转变为ZnO薄膜。

经过多次实验优化，我们得到了结晶度较高且表面平整的ZnO薄膜。

二、铟掺杂对ZnO薄膜结构的影响1. 晶体结构铟掺杂对ZnO薄膜的晶体结构有着显著的影响。

通过X射线衍射（XRD）分析发现，随着铟掺杂浓度的增加，ZnO薄膜的（002）衍射峰出现了明显的位移，且强度逐渐增强。

这表明铟掺杂可以有效促进ZnO薄膜的结晶生长，提高其晶体质量。

随着铟掺杂浓度的增加，ZnO薄膜的晶格常数也发生了变化，这可能是由于铟离子的替换作用导致了晶格畸变。

2. 表面形貌铟掺杂还对ZnO薄膜的表面形貌产生了影响。

扫描电子显微镜（SEM）观察发现，未掺杂的ZnO薄膜表面呈现出较大的颗粒状结构，而铟掺杂后，薄膜表面的颗粒大小和分布均匀度均有所提高。

这可能是由于铟掺杂抑制了ZnO薄膜晶粒的生长，从而使得薄膜表面的颗粒更加均匀。

1. 光致荧光光谱通过光致荧光光谱分析，我们发现铟掺杂显著影响了ZnO薄膜的发光特性。

在未掺杂的ZnO薄膜中，主要存在于385 nm处的紫外光致发光峰；而在铟掺杂后，紫外光致发光峰出现红移，且发光强度有所增强。

这表明铟掺杂可以有效提高ZnO薄膜的发光效率，并且可以拓宽其发光范围，使其具有更广泛的应用前景。

2. 能带结构进一步通过光电子能谱（XPS）分析发现，随着铟掺杂浓度的增加，ZnO薄膜的导带和价带位置均发生了显著的变化。

迁 的 可 能数 目高 达 １ ９ ７ ９ １ ７个 ， 一 个 巨大 的发 光 材 料 宝 库 足 尽 管 ｚ ０具有 优 异 的 发 光 性 能 ，但 是 氧化 锌 的带 宽 较 宽 （ ．７ Ｖ） ｎ ３３ ｅ ， 而稀 土 发光 材 料 的造 价 比较 昂贵 。因此 ， 们 试 图通 过 稀 土 元 素 掺 杂 氧 我 化锌 以使 之 发 生 红 移 ， 而 改 变 其 带 宽 ， 从 以影 响 其 发 光 性 能 在 本 文 中 ，
钕 掺 杂 的氧 化 锌 产 品 ： 为 了进 一 步 验 证 所 合 成 产 品 的 晶 体 结 构 ，所 合 成 的室 温 样 品进 行 ｒＸＲ Ｄ表 征 。 图 １中 ａ ｄ ， 室 温 ｌ ，％ ，％ ，％，％产 品 的多 晶 ｂ ｅ是 ％ ３ ５ ７ ９
宽 带 隙 直接 跃 迁 氧 化 物 半 导 体 材 料 ， 温 下 禁 带 宽 度 为 ３３ ｅ’， 有 优 室 ．７＼【具 ２ 】 异 的 光 电 、 电 、 敏 等特 性 。而 稀 土 元 素 具 有 未 完 全 填 满 的 ４ 层 电于 压 气 ｆ
Ｚ Ｏ具 有 良好 的发 光 性 能 ， 为 研 究 的 热 点 之 一 。Ｚ Ｏ具 有 锌 矿 结 构 的 ｎ 成 ｎ
Ｚ”０ ｎ 十 Ｈ— Ｚ （ｎ ｎ０ ） （） １ Ｎ ”－Ｏ 一 Ｎ Ｏ ）Ｊ （） ｄ 一 Ｈ一 ｄ（Ｈ 。 ２ ，
Ｎ （ Ｈ） ， ｚ ３ Ｈ２ （ ） ｄ Ｏ ３ Ｎｄ Ｏ ＋ ０ ￣ ３
科 技信 息
专 题 论 述
钕撞 杂 氧 化锌 纳 米 材 料 昀 合 成 、 构 表 征 及 光 学 牲 链 结
河 南利华 制 药有 限公 司 王彦峰
［ 摘 要 ］ 论 文 以 Ｚ （ ）・Ｈ！ 和 ＮｄＮＯ３ ・Ｈ Ｏ 为 原料 ， 用 共 沉 淀 的 方 法 制 备 钕 掺 杂 氧 化 锌 材 料 。 利 用 ｘ 射 线 衍 射 仪 本 ｎＮＯ３ ６ Ｏ （ ）６ 采 （ ＸＲＤ）红 外 光 谱 ４ （ 、 热 一 热 ￣ （ Ｃ—ＴＧ） 荧 光 光谱 仪 （Ｌ对 钕 掺 杂 氧 化 锌 的 晶体 结 构 、 稳 定性 及 发 光 性 能进 行 了研 、 Ｚｒ 差 Ｒ） ＤＳ 及 Ｐ） 热 究 。 究 结 果表 明钕 的加 入 可 以使 氧化 锌 在 不 改 变 晶体 结 果 的 情 况 下 发 生 光 红 移 ， 而使 掺 杂后 的氧 化锌 具 有较 强 的发 光 能 力 。通 研 从 过 平行 实验 对 比 产 品 的发 光 结 果 可知 ， ８ ０ ２ 在 ０ Ｘ 高温 处理 的钕 掺 杂 量 为 ７ ％的 氧 化 锌 具 有好 的发 光 性 能 ［ 关键 词 ］ 水舍 硝 酸锌 六 水合 硝 酸 钕 氢氧 化 钠 共 沉 淀 掺 杂 纳 米 材料 发 光 性 能 六

氧化锌纳米材料制备及其光电特性研究氧化锌作为一种重要的半导体材料，其在光电领域中有着广泛的应用，如太阳能电池、光电传感器等。

近年来，随着纳米技术的发展，氧化锌纳米材料的制备和研究受到了越来越多的关注。

本文将介绍氧化锌纳米材料的制备方法及其光电特性研究进展。

一、氧化锌纳米材料制备方法1. 溶液法：溶液法是一种较为常用的氧化锌纳米材料制备方法。

其基本原理是通过溶剂中的氢氧化锌和还原剂反应生成氧化锌纳米结晶体。

溶液法具有简单、易于控制等优点，适用于制备不同形状和大小的氧化锌纳米材料。

2. 气相沉积法：气相沉积法是一种将气体中的氧化锌原料转化成氧化锌纳米晶体的方法。

该方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、反应溅射等，具有高纯度、高均一性及可控性强等优点，被广泛用于制备氧化锌纳米薄膜。

3. 水热法：水热法是一种通过在高温高压下使氧化锌纳米晶体在水热合成过程中生成的方法。

水热法具有操作简便、成本低、对环境友好等优点，逐渐成为氧化锌纳米材料制备的热门方法之一。

二、氧化锌纳米材料的光电特性研究1. 光吸收及荧光性质：氧化锌纳米材料具有良好的光学吸收性能，其紫外-可见吸收谱主要表现为一个强烈的吸收峰。

同时，氧化锌纳米材料还表现出了很强的荧光性质，其荧光强度与纳米晶体的大小和形态等因素密切相关。

2. 光催化性能：氧化锌纳米材料具有较高的光催化活性，主要是由于其表面的缺陷和禁带宽度的调控等因素导致。

研究表明，在一定的光照条件下，氧化锌纳米材料能够有效地降解有机物、净化水体、杀灭细菌等。

3. 光电输运性质：氧化锌纳米材料的光电能转换效率与其光电输运性能密切相关。

研究表明，氧化锌纳米材料的光电特性会随着其粒径的减小而得到改善，同时增加表面缺陷也能够提高其光电转换效率。

三、氧化锌纳米材料的应用1. 太阳能电池：氧化锌纳米材料具有较高的光电转化效率和稳定性，因此被广泛应用于太阳能电池领域。

2. 光电传感器：氧化锌纳米材料可以用于制备光电传感器，并用于环境监测、生物医学等领域。

摘要
纳米氧化锌制备 纳米氧化锌分析
成果讨论
纳米氧化锌制备
目前掺杂稀土元素旳纳米ZnO旳制备措施主要有溶胶 一凝胶法、燃烧合成法、水热合成法、高温固相法、 微波合成法等。本试验采用均匀沉淀法制备在纳米 ZnO中掺杂不同浓度旳稀土铕离子旳荧光材料。
什么是均匀沉淀法？
纳米氧化锌制备
均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中旳构晶离子由溶液中 缓慢均匀地释放出来，经过控制溶液中沉淀剂浓度，确保溶液 中旳沉淀处于一种平衡状态，从而均匀旳析出。一般加入旳沉 淀剂, 不立即与被沉淀组分发生反应, 而是经过化学反应使沉淀 剂在整个溶液中缓慢生成，克服了由外部向溶液中直接加入沉 淀剂而造成沉淀剂旳局部不均匀性。
谢谢
铕掺杂纳米 ZnO
制备及性能研究
研究背景
作为一种新型旳光电材料，ZnO室温下禁带宽度 为3.37eV，具有高旳激子结合能(60meV)，远不小于 ZnSe(21meV)和GaN(25meV)旳激子结合能，生长 温度低，使得ZnO成为一种具有应用潜力旳短波光电 子材料。而掺杂纳米氧化锌粉体在电磁、压敏、光学、 超导、化学和生物活性等方面旳广泛应用，引起了人 们足够旳注重。从1997年开始，国内对氧化锌光致发 光材料进行了比较多研究，尤其是对ZnO掺杂稀土元 素旳光致辐射紫外光、蓝光、绿光进行了广泛地探索 研究。
优点：轻易取得大颗粒旳沉淀，得到旳产品颗粒均匀、致密, 便 于过滤洗涤, 是目前工业化看好旳一种措施。
缺陷： 试验操作啰嗦费时，对沉淀纯度改善不大，沉淀易沉积 在容器壁上。
纳米氧化锌制备
试验试剂： 六水合硝酸锌、尿素（沉淀剂）、二烷基苯磺酸钠 （表面活性剂）、氧化铕、硝酸、无水乙醇、去离子 水
试验仪器： • DX一2600型x射线衍射仪 • ZS90型纳米粒度及Zeta电位分析仪 • FL一4500型荧光分光光度计 • FTIR一370型傅里叶变换红外光谱仪

《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，纳米材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中展现出巨大的应用潜力。

其中，氧化锌（ZnO）纳米材料因其优异的电学、光学以及光电性能，在光电器件、传感器、太阳能电池等领域具有广泛的应用。

近年来，铈（Ce）掺杂的氧化锌纳米材料因其特殊的电子结构和能级关系，在发光性能方面表现出显著的优越性。

本文旨在研究铈掺杂氧化锌纳米管的制备方法及其发光性能，为进一步应用提供理论依据和实验支持。

二、铈掺杂氧化锌纳米管的制备1. 材料与设备制备铈掺杂氧化锌纳米管所需材料包括氧化锌粉末、硝酸铈、有机溶剂等。

设备包括高温反应炉、离心机、烘箱等。

2. 制备方法本文采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备铈掺杂氧化锌纳米管。

具体步骤如下：（1）将氧化锌粉末和硝酸铈按一定比例混合，加入有机溶剂中，搅拌至形成均匀的溶胶；（2）将溶胶在烘箱中干燥，形成凝胶；（3）将凝胶在高温反应炉中进行煅烧，使有机物分解并形成纳米管结构；（4）经过离心、洗涤、干燥等步骤，得到铈掺杂氧化锌纳米管。

三、发光性能研究1. 测试方法采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的铈掺杂氧化锌纳米管进行表征。

通过光致发光（PL）测试和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）测试研究其发光性能。

2. 结果与讨论（1）XRD测试结果表明，制备的铈掺杂氧化锌纳米管具有较高的结晶度和良好的晶型；（2）SEM和TEM测试显示，纳米管具有较高的长径比和均匀的尺寸；（3）PL测试结果表明，铈掺杂氧化锌纳米管在可见光区具有明显的发光峰，且发光强度随Ce掺杂浓度的增加而增强；（4）UV-Vis测试显示，铈掺杂氧化锌纳米管具有良好的紫外吸收性能，对可见光的透过率较高。

四、结论本文采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备了铈掺杂氧化锌纳米管，并通过XRD、SEM、TEM、PL和UV-Vis等手段对其结构和性能进行了表征。

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响氧化锌是一种重要的半导体材料，其应用包括透明电极、发光二极管、太阳能电池等。

近年来，掺杂氧化锌已成为提高其电学性能和光电性能的重要途径之一。

铟掺杂氧化锌是最常用的一种掺杂方式之一，其掺杂浓度和掺杂方式对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性有明显影响。

1. 铟掺杂影响氧化锌晶体结构氧化锌薄膜的晶格常数、晶体结构和晶体品质是其电学和光电性能的基础。

采用不同掺杂浓度和掺杂方式的铟掺杂氧化锌薄膜的晶体结构均受到一定的影响。

研究表明，一定浓度的铟掺杂氧化锌薄膜能够在较低退火温度下形成平滑致密的表面和晶体结构。

随着铟掺杂浓度的增加，氧化锌薄膜的[002]晶向偏转角度增加，表面粗糙度上升。

这是由于掺杂铟离子改变了晶格常数，导致氧化锌晶体结构的畸变。

此外，铟掺杂浓度和掺杂方式也影响了氧化锌薄膜的晶体品质。

研究表明，采用化学气相沉积法得到的氧化锌薄膜，在掺杂浓度较低时，其X射线衍射峰强度和结晶度都比较高。

而在掺杂浓度较高时，薄膜存在明显的纳米晶相，晶体品质下降。

氧化锌薄膜具有良好的光致荧光特性，常被用于光电转换。

铟掺杂会对氧化锌薄膜的光致荧光特性产生重要影响。

当氧化锌薄膜中铟掺杂浓度较低时，光致荧光能谱呈现出单一的光峰结构。

光致荧光增益和发光强度随着铟掺杂浓度的升高而增加。

但当掺杂浓度达到一定值时，光致荧光峰由单一峰逐渐变为双峰结构。

这是由于铟掺杂改变了氧化锌晶格的构造，导致光致荧光峰位置的变化。

另外，不同掺杂方式也会对氧化锌薄膜的光致荧光特性产生影响。

研究表明，采用干式制备方法制备的铟掺杂氧化锌薄膜，其光致荧光强度和增益明显高于溶液法制备的样品。

3. 铟掺杂氧化锌的应用掺杂氧化锌是提高其电学性能和光电性能的重要途径之一。

铟掺杂氧化锌薄膜在太阳能电池、发光二极管、光电传感器等方面具有广泛应用。

铟掺杂氧化锌在太阳能电池中的应用已被广泛研究。

掺杂铟离子能够使氧化锌薄膜的导电性能提高，增强其光电转换效率。

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响引言氧化锌是一种半导体材料，具有广泛的应用前景，例如光电子器件、太阳能电池和光催化等领域。

氧化锌薄膜主要通过化学气相沉积、溶液法和磁控溅射等技术制备，其性能受到结构和成分的影响。

在这些方法中，铟掺杂被认为是一种有效的改善氧化锌薄膜光学和电学性能的方法。

在本文中，我们将讨论铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响。

实验方法我们使用化学气相沉积法制备了一系列铟掺杂的氧化锌薄膜样品。

通过改变铟掺杂浓度和氧化锌薄膜生长条件来调控样品的组成和结构。

利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电镜（TEM）对样品的结构进行表征。

同时对样品的光致荧光特性进行了研究，包括光致发光光谱和荧光寿命测量。

结果与讨论XRD分析表明，铟掺杂可以明显影响氧化锌薄膜的结构。

随着铟掺杂浓度的增加，氧化锌薄膜的结晶性逐渐减弱，晶粒尺寸减小。

在高铟掺杂浓度下，氧化锌薄膜出现了明显的铟氧化物的衍射峰，表明铟掺杂导致了氧化锌晶格中的结构缺陷和杂质。

SEM和TEM观察结果进一步证实了铟掺杂对氧化锌薄膜微结构的影响。

光致发光光谱表明，铟掺杂可以有效调控氧化锌薄膜的荧光特性。

随着铟掺杂浓度的增加，氧化锌薄膜的荧光强度先增加后减小。

在低浓度下，铟掺杂导致了荧光增强，而在高浓度下，由于结构缺陷和杂质的形成，导致了荧光强度的下降。

荧光寿命测量结果进一步验证了铟掺杂对氧化锌薄膜的荧光行为的影响，低浓度下薄膜的寿命较长，而高浓度下薄膜的寿命较短。

结论在本研究中，我们发现铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性有显著影响。

铟掺杂可以改变氧化锌薄膜的晶体结构和微观结构，导致了薄膜光学和电学性能的变化。

我们的研究结果为进一步理解氧化锌薄膜的光学性能提供了重要的参考，同时为其在光电子器件和光学器件中的应用提供了理论支持。

我们的研究还有待进一步完善，例如对铟掺杂氧化锌薄膜的深入机理研究以及在器件中的实际应用研究。

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响氧化锌（ZnO）是一种直接带隙的新一代Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，具有纤锌矿晶体结构，禁带宽度3.37eV。

室温下的激子束缚能为60meV，能有效实现室温下紫外受激发射。

为满足特定波段发光的需要，可在Zn2+所在位置掺杂金属元素，对改善ZnO纳米材料的导电性和光学性能具有显著的作用。

由掺杂所产生的杂质能级对ZnO薄膜起到了改性作用。

其中In的离子半径为0.081nm，与Zn离子的半径（0.074nm）接近。

掺入In可较大程度上减少ZnO的晶格畸变，在发光器件方面应用前景广泛。

1 实验部分1.1 基片处理实验基片为n型100取向单晶硅片，厚度420mm。

实验前对硅片进行清洗：分别在入丙酮、乙醇和去离子水中，超声清洗5min;放入体积比为1：3的H3PO4和H2SO4的混合溶液浸泡20h;放入5%的氢氟酸溶液中腐蚀2min;经去离子水冲洗、N2吹干后，放入真空室。

1.2 溅射过程实验用纯度优于99.99%的金属Zn作为溅射靶，直径60mm，厚3mm;金属In粒嵌于Zn靶上，其直径为3mm。

溅射用气体为Ar和O2的混合气，工作气压0.5Pa，基片温度750℃。

实验中，逐个增加嵌入的In粒个数来得到不同的掺杂浓度。

实验样品的溅射时间为2小时。

1.3 表征方法用X-射线衍射D8系列仪器（CuKa辐射，l=0.*****nm）分析结构和结晶特性;用EPMA-1600型电子探针-扫描显微镜分析In的百分含量;用卓立汉光SBP500型光栅光谱仪（He-Cd激光源，l=325nm）测量室温光致荧光光谱，波长范围为330-750nm。

2 结果与讨论2.1 X射线衍射分析各样品的In的掺杂浓度在0.011%～1.324%。

各样品的XRD圖谱均显示了明显的（002）特征衍射峰，说明所有的实验样品都是六角纤锌矿结构，即ZnO薄膜存在明显的c轴择优取向。

图谱中没有出现其它Zn-In化合物的分离相衍射峰，说明In离子在ZnO晶格中很好的取代了Zn2+的位置。

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响
铟是一种重要的掺杂元素，能够在氧化锌（ZnO）薄膜中引入缺陷和能带变化，从而影响其结构和光致荧光特性。

本文将探讨铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响。

铟掺杂能够引入氧化锌晶格的缺陷。

通过控制铟的掺杂浓度和退火温度，可以调节晶格缺陷的类型和浓度。

通常情况下，铟掺杂会引入氧化锌的锌空位（VZn）和铟氧化物的缺陷。

VZn缺陷可以引起氧化锌晶格结构的畸变和局域化的电子态，从而改变晶格参数和晶胞体积。

VZn和铟氧化物的缺陷还可以捕获氧化锌中的电荷载流子，影响材料的电学性质。

铟掺杂能够改变氧化锌的能带结构。

研究发现，铟可以形成与锌原子相似的价带并引入附加的能带。

这些附加的能带可以改变氧化锌的能隙结构，从而影响光电转化性能。

铟的掺杂还可能引入杂质能级，进一步调节材料的能带结构和电子态密度。

铟掺杂对氧化锌薄膜的光致荧光特性有显著影响。

研究表明，铟掺杂可以增强氧化锌薄膜的荧光强度和光学增益。

这是由于铟掺杂引入的能带结构变化，使得材料对紫外光的吸收增强，并产生更多的激子态和激子-悬浮态复合物。

这些复合物可以通过自发辐射来产生强烈的荧光信号。

铟掺杂对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响
铟掺杂对氧化锌薄膜的晶体结构有显著的影响。

实验研究表明，随着铟掺杂浓度的增加，氧化锌薄膜的晶体结构从六方相向纤锌矿相转变。

铟离子的引入改变了晶体结构，使
得晶格常数和晶粒尺寸增大。

这种晶体结构的变化有助于提高氧化锌薄膜的电导率和光致
荧光性能。

铟掺杂还能够显著影响氧化锌薄膜的光致荧光特性。

光致荧光是材料在受到激发光照
射后发出的荧光信号。

实验结果发现，铟掺杂可以显著增加氧化锌薄膜的光致荧光强度。

这是由于铟离子的引入，增加了晶格缺陷和缺陷能级密度，使得载流子重新组合的效率提高，从而增强了光致荧光效应。

铟掺杂还使得氧化锌薄膜的光致荧光峰发生红移现象。

这
一现象可以通过缺陷相关能级的改变来解释。

铟离子的引入增加了晶格缺陷，导致光致荧
光峰向长波长方向偏移。

除了对氧化锌薄膜的结构和光致荧光特性的影响，铟掺杂还能够改变氧化锌薄膜的电
学性质。

实验结果显示，铟掺杂可以显著提高氧化锌薄膜的载流子浓度和电导率。

这是由
于铟离子具有较高的电离能和较大的原子半径，从而引入更多的自由电子到氧化锌晶格中。

铟掺杂还改变了氧化锌薄膜的能带结构，增加了导带和价带之间的能隙，提高了载流子的
迁移率，并减小了电阻率。