ZnO及其Eu摻雜一維納米結構的高溫PLD制備研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種眾所周知的寬帶隙半導體材料。目前ZnO研究的重點和難點是其各種摻雜材料的制備及性能的提高，通過不同元素的摻雜，可使ZnO的應用更廣泛，對半導體電子行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。而脈沖激光沉積法(PLD)因其可均勻制備，可控性強，易于摻雜等優(yōu)勢，成為研究摻雜納米結構的一種重要的手段。 本論文采用高溫脈沖激光沉積法(PLD)制備ZnO及銪(Eu)摻雜的ZnO一維納米結構，通過掃描電子顯微鏡(SEM)、x射線衍射(X

2、RD)、x射線光電子能譜(XPS)、電子透射顯微鏡(TEM)及光致發(fā)光譜(PL)、陰極光致發(fā)光譜(CL)對所得的純ZnO及ZnO：Eu一維納米結構制備進行一系列的研究，從而更好地了解用高溫PLD方法制備出的一維納米結構的生長機制，對ZnO的摻雜納米材料的進一步研究具有重要的價值。 本論文主要內容有如下兩點： (一)ZnO-維納米結構的高溫PLD制備研究通過高溫PLD用Au作催化劑，在Si襯底上制備出兩種一維ZnO納米結構

3、：直徑大于100nm的大尺寸納米棒，直徑小于100nm的小尺寸納米線。通過對比研究，發(fā)現小尺寸的納米線項部具有Au顆粒，而大尺寸的納米棒中沒有發(fā)現作為催化劑的Au顆粒的存在。而Au催化劑的存在不影響．ZnO一維納米結構的生長方向，兩種結構均沿c軸方向生長。由進一步的熒光光致發(fā)光(PL)結果的對比分析可知，大尺寸的納米棒相對于小尺寸的納米線，ZnO內部的缺陷增多，主要是缺陷發(fā)光。 (二)Eu摻雜ZnO一維納米結構的高溫PLD制備研究將Zn

4、O和Eu2O3按一定比例混合，經研磨、壓靶、燒結等簡單過程獲得PLD所需的激光濺射靶材。通過PLD方法，用Au做催化劑在Si襯底上制備出．ZnO：Eu納米棒，尺寸為直徑50-60nm，長度500nm左右。通過SEM、XRD、TEM、XPS、EDS表征其結構和組分等，通過PL和CL分析其發(fā)光性能。本實驗用PLD方法制備出均勻生長的ZnO：Eu納米棒，但濺射出的Eu2O3并沒有完全進入ZnO晶格，這是由于Eu原子與Zn原子的原子半徑相差過大