Mg摻雜ZnO納米薄膜和納米結構的制備.pdf

1、由于ZnO是一種Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶化合物半導體材料而且具有較大的激子束縛能，所以在科學研究和技術應用領域很受關注。通過摻雜，ZnO納米材料可以改變性質和提高性能，因此國內(nèi)外多個研究小組通過不同的方法成功制備出多種元素摻雜 ZnO納米材料。而通過Mg摻雜，可以實現(xiàn)對ZnO能帶調制作用，從而獲得更加廣泛的應用。
　　本研究小組成功利用CVD法制備出了Mg摻雜納米線、納米帶及非摻雜魚刺狀 ZnO納米結構，分析了樣品材料的結構、形貌、組分和發(fā)

2、光特性，并探討了其形成機理。
　　1. Mg摻雜 ZnO納米線采用CVD法在Si(111)襯底上制備出 Mg摻雜 ZnO納米線:以金作催化劑，通過調節(jié)溫度、時間、氣流，制備出高產(chǎn)率單晶Mg摻雜 ZnO納米線。XRD和TEM的研究表明納米線為六方單晶纖鋅礦結構，生長方向沿[0001]。EDS分析表明單根納米線中Mg元素含量約為2.6％，XPS分析顯示樣品表面 Mg元素含量約為4.2％。室溫光致發(fā)光譜(PL)顯示摻鎂氧化鋅納米線存在紫

3、外發(fā)射峰和綠光發(fā)射峰，峰位中心分別位于388nm和504nm處，對發(fā)光機制進行了詳細的分析。最后簡單的討論了Mg摻雜 ZnO納米線的生長機制，對本實驗摻雜納米線的研究對今后 ZnO納米材料性能的提高和廣泛應用有較大意義。
　　2. Mg摻雜 ZnO納米帶采用CVD法在Si(111)襯底上制備出 Mg摻雜 ZnO納米帶:以金作催化劑，通過調節(jié)溫度、時間、氣流，制備出大量的長直或彎曲的Mg摻雜 ZnO納米帶。研究分析表明:整個納米帶是

4、六方單晶纖鋅礦結構，生長方向為[0001]，長度達到為幾十微米，寬度范圍為幾百納米，厚度為幾十納米，單根納米帶中Mg元素含量約為2.9％。最后，分析了Mg摻雜 ZnO納米帶的發(fā)光特性和討論了其生長機制。這種具有極高表面比的ZnO納米結構具有很高的潛在應用價值。
　　3.魚刺狀 ZnO納米結構采用化學氣相沉積(CVD)法，以高純 ZnO和活性C混合粉末為原料，在Si(111)襯底上制備了大量取向性魚刺狀 ZnO納米結構。用X射線衍射