扩散诱导的锌间隙相关施主缺陷对ZnO纳米棒结构及光电特性的影响

采用射频磁控溅射技术和水浴法在SiO2单晶衬底上生长了Zn纳米颗粒/ZnO纳米棒复合材料(Zn/ZnO)。后期热处理促使Zn/ZnO界面之间发生元素相互扩散,直接向ZnO纳米棒中引入额外锌杂质,从而获得了富锌的ZnO纳米棒材料。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、霍尔测试仪、分光光度计和拉曼光谱仪研究了富锌ZnO纳米棒的形貌、结构以及光电特性。结果表明,所有ZnO纳米棒均呈整齐的六角纤锌矿结构,相比ZnO纳米棒,富锌纳米棒具有相对较差的结晶质量,较好的导电性,较低的透射率和较窄的禁带宽度。拉曼光谱研究表明,通过扩散法向ZnO纳米棒引入的锌间隙相关施主缺陷,是其拉曼光谱中出现异常的275 cm^-1振动模的来源,也是导致富锌ZnO纳米棒微结构以及光电特性显著变化的主要原因。