Mg摻雜ZnO納米薄膜和納米結(jié)構(gòu)的制備.pdf

1、由于ZnO是一種Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料而且具有較大的激子束縛能，所以在科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域很受關(guān)注。通過摻雜，ZnO納米材料可以改變性質(zhì)和提高性能，因此國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究小組通過不同的方法成功制備出多種元素?fù)诫s ZnO納米材料。而通過Mg摻雜，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ZnO能帶調(diào)制作用，從而獲得更加廣泛的應(yīng)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(jié)構(gòu)，分析了樣品材料的結(jié)構(gòu)、形貌、組分和發(fā)

2、光特性，并探討了其形成機(jī)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(diào)節(jié)溫度、時(shí)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(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)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(duì)發(fā)光機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的分析。最后簡(jiǎn)單的討論了Mg摻雜 ZnO納米線的生長(zhǎng)機(jī)制，對(duì)本實(shí)驗(yàn)摻雜納米線的研究對(duì)今后 ZnO納米材料性能的提高和廣泛應(yīng)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(diào)節(jié)溫度、時(shí)間、氣流，制備出大量的長(zhǎng)直或彎曲的Mg摻雜 ZnO納米帶。研究分析表明:整個(gè)納米帶是

4、六方單晶纖鋅礦結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)方向?yàn)閇0001]，長(zhǎng)度達(dá)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(zhǎng)機(jī)制。這種具有極高表面比的ZnO納米結(jié)構(gòu)具有很高的潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　3.魚刺狀 ZnO納米結(jié)構(gòu)采用化學(xué)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(jié)構(gòu)。用X射線衍射