J。Phys。Chem。CZnO包覆聚丙烯腈纳米纤维中缺陷光

　　J。Phys。Chem。C：ZnO包覆聚丙烯腈纳米纤维中缺陷的光致发光研究
　　DOI：10。1021acs。jpcc。0c00326
　　采用原子层沉积（ALD）和静电纺丝相结合的方法制备了一维聚丙烯腈（PAN）氧化锌（ZnO）核壳纳米结构。合成并研究了不同ZnO厚度的纳米纤维。本工作通过光致发光（PL）测量，提供了有关一维ZnO结构缺陷和活化能（Ea）的新信息。在77至273K（室温）下研究了一维ZnOPAN样品的PL测量。通过分析获得的发射光谱数据，计算出Ea和温度系数。研究结果为一维ZnOPAN结构缺陷提供了一个近似模型。观察到所制备一维材料的光学性质与结构性质密切相关。即，通过分析光学测量来计算ZnO层中的缺陷浓度。这些研究可以预测材料的性能，并为可靠的传感开辟了新的途径。
　　图1。（a）用300s的静电纺丝时间制备的一维ZnO纳米结构并在373K下通过ALD涂覆50个循环的ZnO的SEM图像。（b）厚度为0、2。5、5、10、15、20nm的ZnO样品的XRD数据。
　　图2。（a）沉积在厚度为5nm的PAN纳米纤维上的一维ZnO，（b，c）PAN表面上的ZnO微晶的TEM图像，（d）ZnO晶粒度的TEM数据取决于ZnO层的厚度。
　　图3。（a）PL光谱：由氮气激光E3。68eV激发的不同一维ZnO厚度在77K处的归一化峰位置。（b）具有不同ZnO厚度的一维ZnOPAN样品的紫外可见发射比。
　　图4。使用不同的中性密度滤光片对20nm样品进行PL功率依赖性测量。功率依赖性（a）；通过使用六个峰值，在77K时在OriginPro7中使用高斯函数进行PL反卷积（b）；对数拟合，第二个峰（c）；中性氧空位（2。782。85eV）（d）；单离子氧空位（2。452。53eV）（e）；双离子氧空位（2。302。35eV）（f）。
　　图5。ZnO纳米结构中可能存在的光学跃迁及其能量，其中无FX激子，Zni锌间隙，Zni锌间隙离子，Vo氧空位，Vo氧空位离子。
　　图6。20nm样品的PL温度依赖性（a）；Ea计算的指数近似值（b）图中使用了20nm样品和峰2（光谱去卷积如图5b所示）。
　　图7。可能的辐射和非辐射跃迁。
　　图8。电纺PAN纳米纤维作为芯层和ZnO层作为壳层的薄膜。
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