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低维ZnO纳米材料由于其优异的结构和性能使其在光电器件方面具有广阔的应用前景。同时在ZnO中掺入适量的过渡金属离子或稀土元素可以引入新的光学、电学、磁学性质,因此对于本征及掺杂ZnO纳米材料的制备和研究具有重大的意义。本论文采用溶液法制备本征及Cu掺杂ZnO纳米材料,并系统研究了生长条件对其形貌、结构和性能的影响。主要研究内容如下:ZnO薄膜的制备及研究:以石英玻璃为衬底,利用磁控溅射方法在不同溅射条件下获得了致密、均匀的ZnO薄膜。所制备的ZnO膜层晶粒尺寸在几十纳米左右。随着溅射时间的延长薄膜表面粗超度降低,在溅射初期(10min之前)薄膜的厚度增加缓慢,其数值在30nm到40nm之间,当溅射时间为15min时厚度急剧增加到115nm,随后薄膜厚度变化趋于稳定。衬底温度由室温升高到450℃时,薄膜晶粒得到细化,结构趋于完整。本征ZnO纳米阵列的制备及研究:采用溶液法在附着有ZnO薄膜种子层的石英玻璃表面制备了具有不同形貌和性能的ZnO纳米材料。在Zn(CH3COO)22H2O和HMTA体系下所制备的ZnO纳米柱阵列均呈明显的六角纤锌矿结构,沿(002)方向具有非常好的择优取向。生长时间由30min延长到60min时,纳米柱阵列的平均长度急剧增加,由0.2μm增加到2μm,随后长度稳定在2.1μm左右。随生长温度由80℃提高到95℃,ZnO纳米柱的直径变小,致密度升高。在空气和O2气氛退火处理后,紫外发射光强度均有所降低,可见发射光强度升高且发生红移,由黄绿光向黄橙光移动。而在N2气氛中退火时,紫外发射增强,可见发射强度减弱。产生这种现象的原因主要是由于不同气氛的退火条件改变了与O有关的缺陷密度。Cu掺杂ZnO纳米材料的制备及研究:采用溶液法成功的制备了不同Cu掺杂浓度的ZnO纳米材料。随着Cu掺杂浓度由1%提高到9%时,ZnO纳米材料表面形貌由纳米柱阵列变化到树叶状,最后变成相互镶嵌在一起的片状结构。随Cu掺杂浓度升高,ZnO纳米材料沿(002)晶面方向的择优取向变差,晶格常数“a”和“c”增加。样品的室温PL光谱包括紫外发光峰和黄绿光发光峰,当掺杂浓度升高时,紫外发射发生了不同程度的红移,这主要是由于晶格应力的变化引起的。可见黄绿光发射主要是因为Cu离子在ZnO带隙中形成了新的杂质能级所致。