幾種半導(dǎo)體和稀土納米材料的制備與光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、納米材料由于小尺寸效應(yīng)、量子限域效應(yīng)以及表面效應(yīng)等引起一些新的物理、化學(xué)性質(zhì)，受到廣泛的關(guān)注和研究。ZnO、ZnSe、CdS是重要的II-VI 族直接帶隙化合物半導(dǎo)體材料，具有較大的禁帶寬度和激子束縛能。它們在半導(dǎo)體激光器、太陽能電池、發(fā)光二極管、場效應(yīng)晶體管、光電探測器件、氣體傳感器、光開關(guān)等光電子納米器件方面有很大的應(yīng)用前景。Gd2O3:Eu3+材料由于具有較高的發(fā)光量子效率和較好的光譜特性，是一種優(yōu)質(zhì)的紅色熒光粉，可廣泛用于高清晰

2、度電視、投影電視、平板顯示、綠色照明等領(lǐng)域，因此得到了廣泛的關(guān)注。本論文利用熱蒸發(fā)法制備出高質(zhì)量ZnO、ZnSe、CdS 納米材料，并對ZnO、ZnSe、CdS 納米材料的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、生長機(jī)理和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。用燃燒合成法成功的制備了Gd2O3:Eu3+納米晶，對其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)采用簡單的熱蒸發(fā)方法，成功的制備出ZnO四足和多足納米結(jié)構(gòu)。所制備的ZnO納米結(jié)構(gòu)純度高，為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)

3、。ZnO四足和多足納米結(jié)構(gòu)的足部沿[0001]方向生長。討論了它們的生長過程。ZnO納米結(jié)構(gòu)的室溫光致發(fā)光(PL)譜中出現(xiàn)一個(gè)較弱的紫外發(fā)射峰和一個(gè)較強(qiáng)的綠色發(fā)射峰，分別位于383nm和495nm處。其中紫外發(fā)射峰來源于近帶邊發(fā)射，綠色發(fā)射峰可能是表面缺陷和氧空位共同引起的。通過熱蒸發(fā)方法，還制備出ZnO納米棒和星狀ZnO納米結(jié)構(gòu)，并對它們的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。
　　 (2)運(yùn)用氫氣輔助熱蒸發(fā)方法制備出大量結(jié)晶良好的周期性孿晶結(jié)

4、構(gòu)的ZnSe納米線。結(jié)構(gòu)分析表明ZnSe納米線為立方相結(jié)構(gòu)并沿[111]方向生長。室溫PL光譜中，在462nm處出現(xiàn)藍(lán)色的近帶邊發(fā)射峰，在500至680nm間出現(xiàn)缺陷相關(guān)的發(fā)射帶。在488nm激光激發(fā)下，首次觀察到ZnSe納米線的反斯托克斯(anti-Stokes)發(fā)光。
　　 用近場光學(xué)顯微系統(tǒng)觀察到ZnSe納米線的Fabry–Pérot諧振現(xiàn)象。對ZnSe納米線的光波導(dǎo)性質(zhì)和表面光伏性質(zhì)也進(jìn)行了研究。
　　 (3)利

5、用氫氣輔助的一步熱蒸發(fā)法，制備出大量的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的CdS納米帶和納米鋸(nanosaw)。研究了沉積溫度對CdS納米結(jié)構(gòu)形貌的影響。應(yīng)用氣–液–固(VLS)機(jī)理結(jié)合氣–固(VS)生長機(jī)理來解釋了CdS納米結(jié)構(gòu)的形成過程。CdS納米結(jié)構(gòu)在488nm激光的激發(fā)下，發(fā)射出波長為512nm的綠色發(fā)射峰，對應(yīng)于CdS的帶–帶發(fā)射。研究了CdS納米結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)性質(zhì)，其中CdS納米帶顯示出很好的光波導(dǎo)性質(zhì)。
　　 (4)用燃燒合成法成功的制備