《ZnO及合金核/殼/殼納米顆粒的生長與性能研究》是依託北京師範大學，由王引書擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：ZnO及合金核/殼/殼納米顆粒的生長與性能研究
- 外文名：Study on the growth and properties of Zno and its alloy core/shell/shell nanoparticles
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：王引書
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多殼層核/殼結構不僅可以調製納米晶體的物理性能質,還是研究電子、空穴量子受限及相互作用機理的理想載體.ZnMgO可以將ZnO的禁頻寬度展寬到4.65eV,ZnCdO可以將ZnO的禁頻寬度壓縮到2.9 eV.ZnO與上述合金形成的核/殼/殼量子點-量子阱及其反型結構的納米顆粒在紫外光電器件方面具有潛在的套用前景..本項目擬用化學方法生長界面匹配的ZnO/Zn1-xCdxO/ZnO、Zn1-yMgyO/ZnO/Zn1-yMgyO、Zn1-yMgyO/Zn1-xCdxO/Zn1-yMgyO量子點量子阱及其反型結構納米顆粒和多殼層的Zn1-xCdxO/ZnO/Zn1-yMgyO/MgO納米顆粒，研究量子點量子阱中電子、空穴的受限效應對其受限尺寸、界面勢壘高度、界面應力的依賴關係及反型結構中核與外殼層中電子的耦合效應,建立多殼層納米晶體性質與其結構之間的依賴關係,為納米器件的研製提供有價值的依據.
結題摘要
納米結構、特別是核/殼納米結構的可控生長、相關新物理現象及其套用的探索是近年來人們關注的熱點之一.本項目開展了ZnO基零維、一維納米結構、核/殼及核/殼/殼納米結構的可控生長與性能方面的研究,在此基礎上開展了CuO、NiO納米結構、摻雜ZnO納米薄膜的生長與性能及III-V族半導體量子阱中極化子特性方面的研究.主要包括： 研究了ZnO/Zn1-xMgxO、Zn1-xCdxO/ZnO核/殼納米顆粒的生長模式，生長了單晶核/殼納米顆粒；調製了核的尺寸、電子的勢壘高度和殼層厚度,系統研究了納米顆粒的性能及穩定性.核/殼納米顆粒的性能對殼層成分、厚度及核殼之間的應力非常敏感,減小界面應力並增大殼層厚度能顯著改善核/殼體系的性能.生長了Zn1-xMgxO/ZnO、ZnO/Zn0.92Cd0.08O核/殼納米顆粒,窄帶殼層能鈍化表面缺陷,同時調製體系的能帶.生長了Zn1-xMgxO/ZnO/Zn1-xMgxO、ZnO/Zn0.92Cd0.08/ZnO核/殼/殼納米顆粒,研究了電子的勢壘高度、顆粒尺寸及殼層缺陷密度的增加對體系性能的影響,勢壘的增高顯著增強體系的螢光強度.生長了大失配的ZnO/ZnS核/殼納米顆粒,薄殼層能有效鈍化表面缺陷，厚殼層將引進大量的殼層表面缺陷,ZnS殼層易於氧化。生長了一維ZnO/ZnMgO、ZnO/MgO、ZnO/Al2O3、ZnO/CuO和ZnO/ZnS核/殼納米棒陣列,納米棒的性能依賴於殼層材料種類、厚度、結構和形態,各體系中均存在最佳殼層厚度. 用生物模板生長ZnO及Mg摻雜的納米結構,用固相法生長的ZnO納米顆粒和CuO納米顆粒組成的空心微球,研究納米結構的形態演變、晶格振動特性及對甲基橙的降解活性；用固相法製備了3.5-12.4nm的NiO納米顆粒,研究了激子結合能、晶格振動頻率和磁性能對納米顆粒尺寸的依賴關係,分析了納米顆粒反常磁性能的起源；研究了不同尺寸和表面態的ZnO納米顆粒的穩定性和光學非線性；用原子層沉積技術和超生輔助的CVD方法生長了ZnO及Al、Cl摻雜納米薄膜,研究了納米薄膜的生長模式、光電性能、穩定性及摻雜效應. 採用分數維空間方法研究了Al0.3Ga0.7As/GaAs/Al0.3Ga0.7As結構中極化子的特徵,分析了極化子的結合能和有效質量隨襯底厚度及薄膜厚度的變化關係.
