【摘 要】
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氧化锌(ZnO)是一种重要的宽禁带(Eg=3.37ev)半导体材料,其激子束缚能高达60meV,在室温紫外光电器件方面有巨大的应用潜力。目前针对ZnO纳米结构的制备和光致发光性能方面开展
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氧化锌(ZnO)是一种重要的宽禁带(Eg=3.37ev)半导体材料,其激子束缚能高达60meV,在室温紫外光电器件方面有巨大的应用潜力。目前针对ZnO纳米结构的制备和光致发光性能方面开展了很多研究工作,在生长机理和发光机理方面也有不同的认识,仍存在一些分歧。本文主要在以下几个方面进行了探索。
(1)采用了气相传输法制备ZnO纳米结构,通过对源温度、生长温度和反应气氛等工艺条件的控制,得到了不同形貌的ZnO纳米结构,包括新型的梳状结构和两截的纳米棒阵列结构。通过SEM、XRD、TEM、SAED等表征手段分析,上述两种两种形貌的氧化锌纳米结构的生长都可以看成一个自催化的多步生长的VLS过程。
(2)对所制备的ZnO纳米结构进行了X射线光电子能谱(XPS)、变温的光致发光分析,并且对样品进行了退火实验,分析其可见光发光的机理。首先,通过对XPS图谱和PL谱的高斯分峰拟合,计算样品中各元素的含量,结果表明ZnO可见光发光和表面吸附氧的含量无关。进一步结合变温光致发光谱和退火实验,以及ZnO内部缺陷能级构发现ZnO纳米结构绿光发光是来源于氧位锌所引起的能级与锌空位所引起的能级之间的辐射跃迁,同时对篮光、红光的产生做了初步分析。
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