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Abstract
Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) Group, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, U.K
Disposable devices designed for single and/or multiple reliable measurements over a short duration have attracted considerable interest recently. However, these devices often use non-recyclable and non-biodegradable materials and wasteful fabrication methods. Herein, we present ZnO nanowires (NWs) based degradable high-performance UV photodetectors (PDs) on flexible chitosan substrate. Systematic investigations reveal the presented device exhibits excellent photo response, including high responsivity (55 A/W), superior specific detectivity (4x1014 jones), and the highest gain (8.5x1010) among the reported state of the art biodegradable PDs. Further, the presented PDs display excellent mechanical flexibility under wide range of bending conditions and thermal stability in the measured temperature range (5–50 °C). The biodegradability studies performed on the device, in both deionized (DI) water (pH≈6) and PBS solution (pH=7.4), show fast degradability in DI water (20 mins) as compared to PBS (48 h). These results show the potential the presented approach holds for green and cost-effective fabrication of wearable, and disposable sensing systems with reduced adverse environmental impact.
transient electronics degradable devices ZnO nanowire chitosan UV photodetector printed electronics Opto-Electronic Advances
2023, 6(2): 220020
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Abstract
College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
In this study, we experimentally demonstrate a miniature fiber thermometer based on tip-integrated ZnO-nanowire-nanograting. The sensor has a diameter less than 1 μm and the length of the Bragg grating is sub-10 μm. The ZnO-nanowire-nanograting is sensitive to the environmental temperature change. Thus, the intensity of the light whose wavelength is in the rising or falling region of the nanograting spectrum will vary with the shift in wavelength due to change in temperature. Taking one wavelength (655 nm) in the rise linear region of the nanograting spectrum, a sensitivity of 0.066 nW/℃ in the air is achieved experimentally. The proposed temperature sensor has the superiorities of compactness, stableness, and easy fabrication compared to regular fiber grating sensors, offering great potential for detecting inside minimal volume environments.
Optical-fiber device ZnO-nanowire nanograting temperature sensor Photonic Sensors
2023, 13(1): 230123
1 东华理工大学软件学院，江西 南昌 330013
2 东华理工大学信息工程学院，江西 南昌 330013
高性能、低成本的紫外光探测器在许多重要领域具有广泛的应用前景。首先采用简便的化学浴沉积法，在氧化铟锡（ITO）玻璃衬底上低温生长出良好取向的氧化锌纳米线阵列（ZNWAs）。ZnO纳米线的直径为30~60 nm，长度为600~900 nm。在ZNWAs上沉积聚（9-乙烯咔唑） （PVK）薄膜，形成异质结紫外光探测器。结果表明：该器件对365 nm的紫外光显示出良好的响应。经计算可得，在365 nm波长处，该器件的灵敏度、响应度、探测率、响应时间和衰减时间分别为15.33（电压为0.05 V）、37.72 A/W（电压为2 V）、1.29×1012 Jones、12.6 s和34.2 s。
材料 纳米材料 氧化锌纳米线阵列 异质结 紫外光探测器 光学学报
2022, 42(22): 2204001
为了检测建筑物室内甲醛，用ZnO纳米线作为监测甲醛的目标物。以氯化锌(ZnCl2)和柠檬酸钠(C6H5Na3O7)为原料，使用水热法合成ZnO纳米线，利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对制备出的ZnO纳米线的晶体结构和微观形貌进行表征。结构表征结果表明，所制备出的ZnO纳米线结晶良好、纯度较高，平均直径为(39±10) nm，其长度约为400 nm，且分散良好。将所制备的ZnO纳米线涂覆在陶瓷管上，组装成气敏元件并对其进行系统的气敏特性研究。气敏检测结果表明，基于ZnO纳米线的气体传感器对HCHO气体具有优异的气敏性能。该传感器在125 ℃时对50×10-6的HCHO气体获得最大灵敏度15.2，同时展现出了优良的稳定性、重现性以及选择性。
室内环境 甲醛检测 ZnO纳米线 气体传感器 indoor environment formaldehyde detection ZnO nanowire gas sensor
深圳大学 材料学院, 广东省功能材料界面工程技术研究中心, 深圳市特种功能材料重点实验室, 广东 深圳518060
采用化学气相沉积(CVD)方法在SiO2/Si衬底生长了ZnO纳米线阵列, 纳米线长约为15 μm, 直径为100~500 nm。通过改变溅射沉积时间(0~150 s), 在ZnO纳米线表面包覆了不同厚度的Pd薄膜。在Ar气氛中, 经800 ℃高温退火后, 制备出Pd颗粒表面修饰的ZnO纳米线阵列并对其进行了气敏测试。对于乙醇而言, 所有传感器最佳工作温度均为280 ℃。溅射时间的增加(3~10 s)导致ZnO纳米线表面Pd纳米颗粒数量及尺寸增加, 传感器响应值由2.0增至3.6。过长的溅射时间 (30~150 s)将导致Pd颗粒尺寸急剧增大甚至形成连续膜, 传感器响应度显著降低。所有传感器对H2均表现出相对较好的选择性, 传感器具有较好的响应-恢复特性和稳定性。最后, 探讨了Pd颗粒表面修饰对ZnO纳米线阵列气敏传感器气敏特性的影响机制。
气敏特性 ZnO纳米线 Pd颗粒 表面修饰 gas sensing ZnO nanowire arrays Pd particle surface decoration
1 College of Microelectronics, College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2 State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, School of Materials Science and Engineering,
3 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
The rectifying behavior between graphene and semiconductors makes novel type of solar cells, photodetectors and light emitting diodes (LEDs). The interface between graphene and ZnO is the key for the performance of the optoelectronic devices. Herein, we find that green light emission is very strong for the forward biased graphene/ZnO nanowire van derWaals heterostructure.We correlated the green light emission with the surface defects locating at the ZnO nanowire surface through the detailed high resolution transmission electron microscopy and photoluminescence measurements. We pointed out engineering the surface of ZnO nanowires could bring a dimension of designing graphene/ZnO LEDs, which could be extended to other types of graphene/semiconductor heterostructure based optoelectronic devices.
ZnO nanowire ZnO nanowire van derWaals heterostructure van derWaals heterostructure light-emitting diode (LED) light-emitting diode (LED) Frontiers of Optoelectronics
2016, 9(1): 87
1 上海大学材料科学与工程学院 高分子材料系， 上海200072
2 上海大学材料科学与工程学院 材料研究所， 上海200072
综合氧化锌纳米线(ZnO NWs)的光学活性与聚苯胺(PANI)的空穴传输特性，设计并制备了一种聚合物/ZnO纳米线电致发光材料，并对其发光特性进行了研究。通过高分子络合软模板法，将有序的单晶ZnO NWs均匀生长在覆有铟锡氧化物(ITO)涂层的柔性聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上并嵌入PANI薄膜，获得了电致发光薄膜材料和有机/无机异质结实验器件ITO/(ZnO NWs-PANI)。有机/无机异质结器件电致发光可调，在相对低的开启电压下呈现室温蓝紫外发光，并且ZnO NWs表面覆盖PANI增加了蓝紫外发光的强度和稳定性; 而无PANI的ZnO NWs阵列具有450 nm处的缺陷发射峰，这可能是电子从扩展态锌间隙Zni到价带的跃迁引起的。这些结果表明，基于PANI/ZnO纳米线的复合材料在柔性光电器件方面的应用极具潜力。
柔性显示 氧化锌纳米线 发光器件 高分子软模板 电致发光 flexible display ZnO nanowire light emitting device polymer soft-template electroluminescence
中国科学技术大学 工程学院 精密机械与精密仪器系，安徽 合肥 230027
以脉冲高斯激光为光源，直径在500 nm～1 000 nm、长度10 μm的一维氧化锌材料为对象，采用有限元分析软件ANSYS建立了激光切割氧化锌纳米线的热力学仿真模型，并采用生死单元技术对超过熔点的单元进行处理，得到不同激光工作参数和氧化锌纳米线直径下的温度分布场和切割形貌。讨论了纳米线直径和聚焦光斑相对纳米线的位移对切割的影响，纳米线直径越大允许的激光离焦量越小；当无离焦或负离焦较小时，切割纳米线产生的形貌较为理想。
激光切割 氧化锌纳米线 温度场 ANSYS ANSYS laser cutting ZnO nanowire temperature field
1 中国科学院 激发态物理重点实验室 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院, 北京100039
通过介电泳方法定向排列了ZnO纳米线, 制作了自组装有序的纳米线紫外探测器。为了适合在金叉指电极上排列, 用水热方法设计生长了超长的ZnO纳米线, 并通过700 ℃的热退火处理, 使得可利用的表面缺陷增多。通过研究器件的光致发光光谱和光响应, 发现光、暗电流比和响应恢复时间有显著提高, 并分析了其中可能的机理。
ZnO纳米线 介电泳 纳米器件 紫外探测器 ZnO nanowire dielectrophoresis nanodevice UV detector
1 中国科学院 激发态物理重点实验室 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院, 北京100039
采用不同浓度的银溶液对水热方法生长的ZnO纳米线进行了银修饰, 并对其形貌、光致发光和光响应特性进行了研究。实验结果表明, 随着修饰用银浓度的加大, 光致发光的强度减弱。对原生的和用浓度为10 mmol/L的银修饰的ZnO纳米线的光响应进行了测试和比较, 发现银修饰的ZnO纳米线在380 nm的响应度达4.6 mA/W, 其值是未修饰的ZnO纳米线的75倍, 说明银修饰有效地提高了ZnO纳米线的光响应特性。
ZnO纳米线 银修饰 光响应 ZnO nanowire Ag modified photoresponse
