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热氧化温度对锌废料上制备的ZnO纳米结构微观结构及光电化学性能的影响
摘要： 本文采用热氧化法，在空气氛围下以400°C至900°C的不同温度对锌废料进行热处理制备氧化锌（ZnO）纳米线。研究了不同温度对ZnO纳米线的物相结构、表面形貌及光电化学（PEC）性能的影响。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDX）进行表征。结果表明退火温度对表面形貌和物相结构具有显著影响。ZnO纳米线的带隙能量在3.12至3.194 eV之间变化。在0.1 M Na2SO4水溶液中进行的PEC研究表明：600°C退火的ZnO纳米线在1.25 V（vs. VRHE）电位下表现出252.2 mA/cm2的净光电流密度，其效率最佳且至少是最低值（1.25 V时）的10倍。Mott-Schottky分析显示ZnO纳米线呈n型半导体特性，其中600°C退火样品具有最高载流子浓度值（Nd = 9.03 × 10^23）。此外，通过电化学阻抗谱（EIS）测定了ZnO纳米线的电荷转移行为。研究证实ZnO纳米线可作为PEC应用的优良候选材料，同时热氧化法是制备ZnO纳米线的有效方法。
关键词： 热氧化、锌废料、电化学阻抗谱（EIS）、氧化锌纳米线、光电化学（PEC）
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于弹性叉指电极的氧化锌纳米线低频振动能量收集器
摘要： 本文提出了一种基于弹性叉指电极上ZnO纳米线的低频压电振动能量收集器。该叉指电极采用电镀镍制成，边缘具有可受外力作用发生弹性形变的悬空部分。以球形镍珠作为质量块，将低频机械振动转化为使弹性电极变形的作用力。ZnO纳米线选择性生长于电极表面，当外部机械振动激活质量块导致弹性电极形变时，能产生压电电势。研究团队分别采用两种不同结构的能量收集器验证了该工作原理：一种为仅含简单悬空部分的电极结构，另一种则在电极基础上增加了悬臂梁阵列结构。通过振动激励器在6Hz正弦振动（加速度0.5g）条件下测试所制备收集器的输出电压。实验数据显示：当负载电阻为1MΩ时，采用简单悬空结构的收集器最大输出功率为12.8pW，而采用悬臂梁阵列结构的收集器则达到18.8pW。
关键词： 球形验证质量块、弹性叉指电极、氧化锌纳米线、低频压电振动能量收集器
更新于2025-09-23 15:23:52
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单晶ZnO/AlN核壳纳米线用于紫外发光与双色紫外光探测
摘要： 核壳纳米结构能结合不同功能材料的优势，实现性能可调性并增强光学与光电性能。本研究通过磁控溅射技术在气相传输法生长的ZnO纳米线上包覆AlN层，简便制备出垂直排列的ZnO/AlN核壳纳米线。形貌与结构表征显示：直径约330 nm的单晶ZnO纳米线表面均匀包覆了厚度≈15 nm的单晶AlN壳层。该核壳结构使ZnO的紫外发射强度提升24倍，同时有效猝灭了深能级发射?；诖撕丝悄擅紫叩奶讲馄髟谧贤夤猓?25 nm）照射下，较纯ZnO纳米线器件展现出更高的光电响应度（从3.8×103提升至2.05×10? A·W?1）、更快的响应速度（从397 ms缩短至28 ms）及更高的I?????/I????比值（从453增至1.1×10?）。在真空紫外（193 nm）光照下，其I?????/I????比值为300，光电响应度达381 A·W?1。本文通过简便普适的技术解决了核壳结构制备难题，获得了具有高性能紫外发光与探测功能的完美晶体核壳结构。
关键词： 单晶核壳结构，氮化铝，氧化锌纳米线，紫外发射，双色紫外光电探测
更新于2025-09-23 15:23:52
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掺镧p型氧化锌纳米线增强压电性能用于柔性纳米发电机
摘要： 近年来，能量收集作为一种将废弃能源转化为可用能源的可行方法备受关注。其中压电式能量收集器因其结构简单且不受天气等环境条件限制而备受重视。随着低功耗驱动的电子设备小型化趋势发展，采用各类纳米结构材料的压电纳米发电机（PENGs）正被研发。氧化锌纳米线（NWs）是PENGs应用最广泛的材料。然而尽管n型氧化锌纳米线研究广泛，p型氧化锌纳米线因稳定性差导致研究不足。本研究通过水热法合成了镧掺杂p型氧化锌（La:ZnO）纳米线以拓展p型氧化锌应用并评估其作为PENGs的潜力。XRD分析表明La3?离子实现良好掺杂且未形成任何杂相，与未掺杂氧化锌相比引起了晶格参数变化。通过XPS分析研究了La:ZnO纳米线的表面元素组成，采用SEM和TEM观察了其形貌。我们进一步测试了未掺杂与镧掺杂氧化锌纳米线的压电输出性能，发现由于p型半导体的电子屏蔽效应，La:ZnO纳米线展现出更优的压电输出性能。
关键词： p型氧化锌、镧掺杂、柔性器件、氧化锌纳米线、纳米发电机
更新于2025-09-23 15:23:52
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Bi掺杂ZnO纳米线的表面修饰：缺陷能量的密度泛函超胞计算
摘要： 采用基于密度泛函与杂化泛函的超胞方法计算了多种厚度Bi原子表面掺杂ZnO纳米线的电学特性。通过研究带电与中性超胞总能量差随超胞尺寸的变化规律，作者建立了外推方法以获取稀缺陷极限下的可靠缺陷能数据。计算表明：虽然Bi替代Zn或O位点在适当热力学条件下可自发发生，但占据Zn位点更为常见。通过参数化分析了缺陷（电荷态）转变能与纳米线厚度的函数关系，发现Bi替代ZnO纳米线表面O位点（Zn位点）会形成深能级受主（浅能级施主）态（极薄纳米线除外）。由此得出结论：Bi在ZnO纳米线表面的掺杂将导致n型导电特性。
关键词： 氧化锌纳米线、缺陷能学、n型掺杂、铋掺杂、超胞计算、密度泛函理论
更新于2025-09-23 15:23:52
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硅衬底上水热生长ZnO纳米草的增强紫外发射
摘要： 通过改进的水热法在硅(Si)衬底上生长出高度结晶的一维氧化锌(ZnO)纳米草。获得的ZnO纳米草主要呈c轴取向，平均直径40-60纳米，长度1.5-2.0微米。光致发光(PL)测试显示，原位生长的ZnO纳米草具有无缺陷的强紫外发射峰，证实不存在单电离氧空位。PL光谱中未出现绿色深能级发射峰进一步表明原位生长的ZnO纳米草具有高结晶度。这种高质量ZnO纳米草可应用于单根纳米线基发光二极管、太阳能电池、热敏电阻传感、光催化、紫外光电探测器、光学开关、波导及纳米激光器等领域。
关键词： 光致发光、氧化锌纳米线、退火工艺、紫外发射、水热法
更新于2025-09-23 15:22:29
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提高硅光阴极光电化学水分解活性的纳米结构策略
摘要： 光电化学水分解是可持续制氢的一条有前景的途径。本文展示了一种光电极结构模式，该模式能在无需纳米结构半导体表面的情况下实现具有大表面积的纳米结构电催化剂，旨在促进电催化作用的同时最小化表面复合。我们比较了两种硅光阴极纳米结构策略的光电化学析氢活性：（1）直接对硅表面进行纳米结构化；（2）引入纳米结构氧化锌以增加平面硅上电催化剂的表面积。我们观察到，在1个太阳光照下开路时，采用纳米结构ZnO支撑体的硅光阴极比纳米结构硅电极性能高出约50 mV，并展现出相当的电催化活性。
关键词： 光阴极、硅纳米线、析氢反应、二硫化钼、氧化锌纳米线、光电化学水分解
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 在ITO玻璃衬底上制备的掺铟氧化锌纳米线的场发射特性
摘要： 掺杂是改善半导体纳米线场发射性能的重要方法。通过热氧化法在ITO玻璃衬底上制备了铟掺杂氧化锌纳米线，并测量了其场发射性能。所制备的铟掺杂纳米线阵列展现出优异的场发射特性，开启电场低至4.0 V/μm，电流波动约1.4%。
关键词： 场致发射，氧化锌纳米线，铟掺杂
更新于2025-09-23 15:21:21
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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018年7月9日-2018年7月13日)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 金纳米颗粒修饰氧化锌纳米线的场发射研究
摘要： 制备了金纳米颗粒修饰的氧化锌纳米线。光致发光结果表明，金纳米颗粒修饰后氧化锌纳米线的带边发射和可见光发射均出现猝灭现象。测量了金纳米颗粒修饰氧化锌纳米线的场发射性能，观察到开启电场增大。这些现象归因于氧化锌与金纳米颗粒之间的电子传输。
关键词： 氧化锌纳米线、金纳米粒子、场发射、电子传输
更新于2025-09-23 15:21:21
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[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018年7月9日-2018年7月13日)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 氧化物纳米线的场致发射：机理与应用
摘要： 在这次受邀报告中，我们将回顾近期在几种氧化物纳米线场发射研究及其在真空微电子器件中应用方面取得的进展。我们研究了CuO、WO3-x和ZnO纳米线的场发射特性并探讨了其场发射机制，探索了纳米线场发射体在门控场发射器、平板X射线源及成像探测器中的应用。我们制备了采用ZnO纳米线场发射体的平板X射线源原型，并验证了其高分辨率成像能力，同时也证实了采用ZnO纳米线场发射体构建大面积高灵敏度探测器的可行性。
关键词： 平板X射线源，场发射，氧化锌纳米线
更新于2025-09-23 15:21:21