Zn基Ⅱ-Ⅵ族納米結(jié)構(gòu)材料熒光和振動(dòng)特性研究.pdf

1、熒光和振動(dòng)特性是半導(dǎo)體材料最重要物理性能之一，對(duì)其研究可以提供輻射在半導(dǎo)體中產(chǎn)生，傳播及有關(guān)半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)、缺陷、電子、聲子等最基本的物理性質(zhì)和信息。Zn基Ⅱ-Ⅵ族納米材料是直接寬帶隙半導(dǎo)體材料，在電子、光電子特別是發(fā)光器件中，得到了廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。本論文利用熱蒸發(fā)法制備出具有不同形貌的ZnS和ZnSe納米結(jié)構(gòu)材料，對(duì)其結(jié)構(gòu)、熒光和振動(dòng)等特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。具體內(nèi)容如下：
　　 1.研究了ZnS納米線和ZnS納米帶變

2、溫光致發(fā)光光譜(PL)中紫外、可見光兩個(gè)波段的熒光特性，研究了ZnS納米帶和納米線中激子及缺陷的相關(guān)性質(zhì)。在紫外發(fā)射區(qū)域，ZnS納米帶中觀察到自由激子發(fā)射(FX)，自由電子躍遷到受主能級(jí)發(fā)射(e，A)以及與之相對(duì)應(yīng)的縱向光學(xué)模聲子伴線(10K)；而在ZnS納米線中，僅觀察到中性施主束縛激子發(fā)射(D°，X)和自由電子發(fā)射(10K)。隨溫度逐漸升高，發(fā)現(xiàn)變溫PL譜中FX和(D°，X)的峰值和強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系與經(jīng)驗(yàn)公式符合地很好。在可見光

3、發(fā)射區(qū)域，ZnS納米線中觀察到了施主受主對(duì)發(fā)射(DAP)和自激發(fā)發(fā)射(SA)帶，而在ZnS納米帶中卻觀察到與晶格缺陷有關(guān)的Y帶發(fā)射。Y帶發(fā)射在溫度低于50K時(shí)消失。施主-受主對(duì)和自激發(fā)發(fā)射的峰值和半高寬(FWHM)隨溫度呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。通過對(duì)ZnS納米帶和納米線紫外及可見光發(fā)射的研究，提供了電子態(tài)等相關(guān)信息，揭示有關(guān)輻射機(jī)理等。
　　 2.通過調(diào)整不同沉積位置，可以調(diào)控ZnSe納米結(jié)構(gòu)從立方相到六方相演變。選取沉積位置距離中

4、心為31，27和22cm的ZnSe納米結(jié)構(gòu)，依次標(biāo)記為樣品S1，S2和S3。通過XRD測(cè)試對(duì)三個(gè)樣品進(jìn)行物相分析，觀察到S1為立方相，S3為六方相，S2介于立方和六方相之間，說明隨著沉積位置的改變，從S1到S3，ZnSe從立方相演變?yōu)榱较?。拉曼散射譜也觀測(cè)到類似的變化，從樣品的室溫拉曼散射譜中觀察到ZnSe的橫向光學(xué)振動(dòng)模(TO)，縱向光學(xué)振動(dòng)模(LO)等模式。而El(TO)模式僅在S3中觀察到，這種模式僅存在于六方結(jié)構(gòu)中，這與S3是