红外与激光工程
2023, 52(10): 20230433
1 鲁东大学 物理与光电工程学院, 山东 烟台 264025
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
采用高压脉冲激光沉积技术和溶液旋涂法在p-GaN衬底上先后制备了ZnO纳米线和CsPbI3纳米结构, 通过X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光研究了样品的结构、形貌和光学性能。利用该结构制备的发光二极管在正向电压下表现出较强的宽波段可见光发射, 电致发光光谱由440 nm的蓝光、500~650 nm的黄绿光和705 nm的红光组成。实验发现, 随着注入电流的增大, 器件的电致发光颜色从接近白光逐渐变蓝, 并且随着CsPbI3旋涂转速的降低, 器件的发光颜色也从蓝光逐渐变为黄光。最后, 利用能带模型详细讨论了复合结构的电致发光机理, 解释了器件发光光谱随注入电流和旋涂转速变化的原因。这种CsPbI3/ZnO纳米复合结构可以实现光谱色坐标从蓝光到白光的调节, 为单芯片白光发射器件的制备提供了方案。
ZnO纳米线 电致发光 白光LED ZnO nanowires CsPbI3 CsPbI3 electroluminescence white light-emitting diode
1 周口师范学院 网络工程学院，河南 周口 466001
2 焦作师范高等专科学校，河南 焦作 454001
3 西北工业大学 电子信息学院，陕西 西安 710029
传统的氧化锌紫外探测器存在光电流小的问题，由于石墨烯具有较高的载流子迁移率，文中采用一种简便的旋涂退火的方法，使得石墨烯量子点在氧化锌纳米线表面复合。利用石墨烯量子点修饰氧化锌纳米线的表面后，制备的氧化锌基紫外光电探测器在5 V偏置电压条件下，在波长为365 nm、功率为1.35 mW/cm2的紫外光照射下，光电流从9.5 μA增加到65 μA，光电流增大了6.8倍，光电流明显提高。这种简单的旋涂退火方法，在有效降低紫外光电探测器加工工艺的同时，提高了探测器的性能，将为下一代可持续绿色发展策略，设计高效率低成本的光电设备提供有益的参考。
氧化锌纳米线 石墨烯量子点 紫外光 ZnO nanowires graphene quantum dots ultraviolet 红外与激光工程
2021, 50(4): 20200447
1 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710129
2 焦作师范高等专科学校, 河南 焦作 454001
对于环境检测和高速光通信而言, 高性能紫外光电探测器是关键。利用气相沉积法在无催化剂条件下制备氧化锌纳米线网, 在纳米线网上直接制备光电器件的性能得到了提高。结果显示, 纳米线网光电探测器的光电流为60 ?滋A, 大约是单根纳米线光电器件光电流的15倍。详细讨论纳米线网光电探测器的响应机制发现, 在纳米线网内, 纳米线与纳米线之间的结势垒高度决定了纳米线内部载流子的传输。当紫外光照射纳米线网光电探测器时, 纳米线与纳米线之间结势磊高度的快速变低, 从而提高光电器件的性能。
紫外光电探测器 氧化锌纳米线网 化学气相沉积法 无催化剂 ultraviolet photodetector ZnO nanowires networks CVD catalyst-free 红外与激光工程
2018, 47(11): 1121002
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022
利用Ar+等离子体处理ZnO纳米线, 通过对不同处理时间后的样品进行变温光谱测试, 分析了处理前后ZnO发光性质的变化。结果表明：随着处理时间的增加, 其室温带边发光强度先增加后减小, 处理90 s时是原生样品的2.45倍, 位于可见区的缺陷发光得到了抑制。通过10 K下发光谱的对比, 分析了等离子体作用的机理。当处理时间较短时, Ar+等离子体可以有效除去ZnO纳米线表面的杂质和缺陷, 提高其紫外发光强度; 而处理时间较长时, 将引入更多的深施主态缺陷, 破坏其晶体结构, 从而降低其发光性能。
材料 光致发光增强 Ar+等离子体处理 ZnO纳米线 表面态 中国激光
2018, 45(10): 1003002
1 上海大学理学院 化学系, 上海200444
2 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所, 上海200050
采用一种无需催化剂和载气的简便碳热还原法制得长度约为100 μm、直径约为500 nm、长径比达到200的超长ZnO纳米线, 讨论了Si基底位置、沉积时间以及反应物原料的量对ZnO纳米线形貌的影响。对ZnO纳米线的气敏性能进行研究, 结果表明: 在工作温度为350 ℃时, ZnO纳米线传感器能够很好地检测酒精气体, 具有选择性好、响应恢复快的优点, 且最低检测体积分数为5×10－6。另外, 通过一种简单、实用的介电泳法制得基于ZnO纳米线的紫外传感器。在365 nm紫外灯照射下, 光电流增加了13%; 而在254 nm紫外灯照射时, 光电流则没发生变化, 说明该传感器对不同波长的紫外光有一定的选择性。
超长ZnO纳米线 气敏性能 紫外传感器 ultra-long ZnO nanowires gas sensing UV sensor
哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院, 黑龙江 哈尔滨150025
用化学气相沉积的方法合成了ZnO纳米线, 采用微栅模板法制得电极从而获得欧姆接触的单根ZnO纳米线半导体器件。通过研究60～300 K范围内的电阻变化情况, 发现在整个温度区间内存在热激活和近程跳跃两种传输机制。在300, 200, 100 K的条件下分别测试了器件的紫外光响应和恢复情况, 结果表明: 低温下器件对紫外光的敏感性提高, 电流的恢复时间随着温度的降低而延长。
ZnO纳米线 低温 传输机制 紫外光敏 ZnO nanowires low temperature transport mechanism UV photosensitivity
电子科技大学 光电信息学院, 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
采用水热法制备了1维ZnO纳米线，并通过改变ZnO纳米线的取向(横向和竖直)和不同的P型半导体材料，制备了不同的有机-ZnO纳米线混合光电二极管。通过改变光照与非光照的条件下并在光照条件下改变光电二极管与光源的距离，对所制备的光电二极管的相关特性进行研究。结果表明：采用水热技术能够制备高质量的ZnO纳米线；当光电二极管两端通正向电压时，光照时的电流大于非光照时的电流，当通反向电压时，结果则相反；同时，光电流还与光照强度有关，光照强度越大，光电流越大。
水热法 ZnO纳米线 P型半导体 光电二极管 hydrothermal technique ZnO nanowires p-type semiconductor photodiode
采用射频磁控溅射法在石英衬底上沉积了AZO和ITO透明导电膜，然后采用溶液化学法以两种导电膜为晶种分别生长ZnO纳米线。利用扫描电镜和X射线衍射等测试手段对样品进行表征，进而通过一种垂直测试结构，研究其紫外光电导特性的差异。结果表明：晶种对纳米线的生长起决定性作用，只有在结晶良好并且择优取向的AZO膜上才能生长出垂直于衬底且取向一致的ZnO纳米阵列，而在ITO膜上，ZnO纳米线的取向具有很大的随机性。AZO上垂直生长的纳米线紫外响应速度较快，且呈现良好的欧姆接触特性，但两种样品恢复时间都较长，分析认为是纳米线曝光面积不同和内部的缺陷、表面态等原因造成的。
透明导电膜 ZnO纳米线 溶液化学法 紫外光电导特性 transparent conductive films ZnO nanowires solution chemical method UV photoconductive properties
氧化锌(ZnO)是直接宽带隙半导体材料, 有高达60meV的激子束缚能, 是下一代短波长光电材料的潜在材料。首先制备了优良的多孔氧化铝(Anodic Aluminum Oxide)有序孔洞阵列; 以其为模板, 采用直流电化学沉积的方法, 在其规则排列的孔中沉积得到锌的纳米线; 然后将其在高温下氧化, 得到氧化锌的纳米线。XRD图显示Li掺杂前后的ZnO纳米线具有较好的晶态结构。对Li掺杂前后的ZnO纳米线进行光学特性测量, 结果表明, ZnO纳米线有两个发光峰, 分别位于382nm和508nm处; Li掺杂较大地改善了ZnO纳米线的发光性能, 本征发光峰移到395nm处, 蓝绿发光强度也有了很大程度的提高。
氧化锌纳米线 掺杂 发光特性 ZnO nanowires Li-doping luminescence
