氮掺杂ZnO纳米阵列的制备和电学特性

采用化学气相沉积 （CVD） 法,以高纯ZnO和活性C混合粉末为原料,以NH3为掺杂气体,在Si （111）衬底上制备了N掺杂的ZnO纳米线阵列,用X射线衍射仪 （XRD）、扫描电镜 （SEM）、拉曼光谱对样品进行分析,结果表明, 氮气的掺杂过程对生长N掺杂的ZnO纳米线阵列有一定的影响。除此之外,N掺杂的ZnO纳微米p-n结被合成,表现出很明显的整流特性。     

RF溅射稀土掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂和La、Nd掺杂ZnO薄膜.XRD分析表明,ZnO薄膜具有c轴择优生长,La、Nd掺杂ZnO薄膜为纳米多晶薄膜.AFM观测,La、Nd掺杂ZnO薄膜表面形貌较为粗糙.从薄膜的室温光致光谱中看到,所有薄膜都出现了395 nm的强紫光峰和495 nm的弱绿光峰,La掺杂ZnO薄膜的峰强度增大,Nd掺杂ZnO薄膜的峰强度减弱,分析了掺杂引起PL峰强度变化的原因.     

一种P掺杂ZnO纳米梳的制备及其光致发光性能研究

采用化学气相沉积(CVD)方法制备了P掺杂ZnO纳米梳,扫描电子显微镜(SEM)结果显示,纳米梳状产物均匀分布在Si衬底上。P掺杂ZnO纳米梳为高度结晶的六方纤锌矿结构,ZnO中P的掺杂含量约为2%(原子分数)。室温光致发光(PL)光谱表明,P掺杂ZnO纳米梳在样品不同区域的发光性能略有不同,但是均出现3个发光峰:紫外、绿光和近红外发光峰。同时PL结果也表明样品的整体结晶质量比较好。     

ZnO多角晶须的制备及表征

采用脉冲激光沉积技术先在Si(111)衬底上制备Zn薄膜,然后在石英炉中热蒸发金属锌粉的方法制备了ZnO晶须。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和光致发光(PL)谱对样品的结构、成分、形貌和光学特性进行了表征。结果表明,采用此方法得到的ZnO多角晶须为六方纤锌矿结构,其根部直径大约在100～500nm之间,尖部直径大约为40nm左右,长约几个微米。Zn薄膜能够有效地促使晶核的形成与长大从而促进了ZnO晶须的形成。最后,简单讨论了ZnO纳米晶须的生长机制。     

RF溅射稀土（La，Nd）掺杂ZnO薄膜的结构

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂和镧、钕掺杂ZnO薄膜.XRD分析表明,ZnO薄膜具有c轴择优生长,镧、钕掺杂ZnO薄膜为自由生长的纳米多晶薄膜.用AFM观测薄膜的表面形貌,镧、钕掺杂ZnO薄膜表面形貌粗糙.     

衬底温度对PLD方法生长的ZnO薄膜结构和发光特性的影响

在不同的衬底温度下, 通过脉冲激光淀积的方法在Si衬底上生长出c轴高度取向的ZnO薄膜. ZnO薄膜的结构和表面形貌通过X射线衍射和原子力显微镜表征. 同时以He-Cd激光和同步辐射作为激发源来测试样品的发光特性. 实验结果表明, 在衬底温度为500℃时生长的ZnO薄膜具有非常好的晶体质量, 并且表现出很强的紫外发射. 在用同步辐射为激发源的低温(18K)光致发光谱中, 还观察到了一个位于430nm处的紫光发射, 我们认为这个紫光发射与存在于晶粒间界的界面势阱所引起的缺陷态有关, 这个势阱可能起源于Zn填隙(Zn _i)     

MBE法生长ZnO纳米线阵列的结构和光学性能

在氧等离子体辅助的MBE系统中, 以1 nm厚的Au薄膜为催化剂, 基于气?液?固(VLS)机制实现了低温ZnO纳米线阵列在Si(111)衬底表面的生长. 通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)可以观察到, ZnO纳米线阵列垂直生长在衬底上, 直径为20~30 nm. X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)结果表明: ZnO纳米线为六方纤锌矿结构, 具有沿c轴方向的择优取向. 光致发光(PL)谱显示在380 nm附近有强烈ZnO本征发射峰, 475~650 nm可见光区域有较强的缺陷导致的发射峰.     

衬底和氧分压对Cu掺杂ZnO薄膜的结构及光学特性的影响

采用射频磁控溅射方法在玻璃和硅(100)衬底上制备了不同氧分压的Cu掺杂ZnO(ZnO∶Cu)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和光致荧光发光(PL)等表征技术,研究了衬底和氧分压对ZnO∶Cu薄膜的结晶性能和光学特性的影响。结果显示薄膜沉积在Si衬底上比玻璃衬底上有更好c轴择优取向,两种衬底上沉积的薄膜有相同的氧分压结晶规律,且在氧氩比为10∶10时,薄膜c轴取向同时达到最好。通过对光致发光的研究表明,在低氧环境时玻璃衬底较容易制得好的发光薄膜,可在富氧环境时Si衬底上制得的薄膜发光性能较好。     

衬底温度对低功率直流磁控溅射ZnO薄膜特性的影响

采用低功率直流反应磁控溅射法,在Si衬底上成功制备出了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、荧光分光光度计研究了沉积温度对ZnO薄膜微观结构及光致发光特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜结晶质量;在室温下测量样品的光致发光谱(PL),观察到波长位于440nm左右和485nm左右的蓝色发光峰及527nm左右微弱的绿光峰,随衬底温度升高,样品的PL谱中蓝光强度都明显增大,低功率溅射对其蓝光发射具有很重要的影响.综合分析得出440nm左右的蓝光发射应与Zni有关,485nm附近的蓝光发射是由于氧空位形成的深施主能级上电子跃迁到价带顶的结果,而527nm左右的较弱的绿光发射主要来源于导带底到氧错位缺陷能级的跃迁.生长温度主要是通过改变薄膜中缺陷种类及浓度而影响着ZnO薄膜的发光特性的.     

衬底离子束表面氮化对ZnO薄膜性质的影响

采用射频磁控溅射法在抛光硅片上沉积了一系列ZnO薄膜样品.通过对薄膜样品X射线衍射谱的分析、原子力显微图的观察、吸收光谱和荧光光谱的研究,发现Si衬底的离子束表面氮化对ZnO薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性质有重要影响.在衬底温度为200℃、高纯氩氧比例为3:1、压强为1.5Pa的条件下,在经离子束表面氮化预处理的Si衬底上溅射沉积的ZnO薄膜,经450℃真空退火,成为高(0002)晶面取向的ZnO薄膜,并具有良好的光学性质.