ZnO及其Eu摻雜一維納米結(jié)構(gòu)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(dǎo)體材料。目前ZnO研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)是其各種摻雜材料的制備及性能的提高，通過(guò)不同元素的摻雜，可使ZnO的應(yīng)用更廣泛，對(duì)半導(dǎo)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(qiáng)，易于摻雜等優(yōu)勢(shì)，成為研究摻雜納米結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，通過(guò)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(duì)所得的純ZnO及ZnO：Eu一維納米結(jié)構(gòu)制備進(jìn)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(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)制，對(duì)ZnO的摻雜納米材料的進(jìn)一步研究具有重要的價(jià)值。 本論文主要內(nèi)容有如下兩點(diǎn)： (一)ZnO-維納米結(jié)構(gòu)的高溫PLD制備研究通過(guò)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(jié)構(gòu)

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(guò)對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)小尺寸的納米線項(xiàng)部具有Au顆粒，而大尺寸的納米棒中沒有發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方向，兩種結(jié)構(gòu)均沿c軸方向生長(zhǎng)。由進(jìn)一步的熒光光致發(fā)光(PL)結(jié)果的對(duì)比分析可知，大尺寸的納米棒相對(duì)于小尺寸的納米線，ZnO內(nèi)部的缺陷增多，主要是缺陷發(fā)光。 (二)Eu摻雜ZnO一維納米結(jié)構(gòu)的高溫PLD制備研究將Zn

4、O和Eu2O3按一定比例混合，經(jīng)研磨、壓靶、燒結(jié)等簡(jiǎn)單過(guò)程獲得PLD所需的激光濺射靶材。通過(guò)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(zhǎng)度500nm左右。通過(guò)SEM、XRD、TEM、XPS、EDS表征其結(jié)構(gòu)和組分等，通過(guò)PL和CL分析其發(fā)光性能。本實(shí)驗(yàn)用PLD方法制備出均勻生長(zhǎng)的ZnO：Eu納米棒，但濺射出的Eu2O3并沒有完全進(jìn)入ZnO晶格，這是由于Eu原子與Zn原子的原子半徑相差過(guò)大