硅和氧化鋅納米線的制備及光致發(fā)光特性.pdf

1、本文采用化學氣相沉積法(CVD)，在不同的條件下分別制備了一維SiNWs、ZnO納米線及納/微米尺度的Si/ZnO異質(zhì)結。通過透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、掃描電子電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、光致發(fā)光(PL)光譜等儀器和分析手段，對樣品的形貌、生長結構和光致發(fā)光等特性進行了研究，取得了一些有應用價值的研究結果。 1．采用CVD法，在沉積溫度為350、380、400℃下制備了一維SiNWs

2、。理論和實驗結果分析表明，其生長機理符合氣-液-固(VLS)生長模型。通過改變實驗參數(shù)，可得到直徑可控的單晶SiNWs。結果表明，隨著沉積溫度的變化，因氣態(tài)Si原子的沉積速率和SiNWs的生長速率的關系發(fā)生變化，導致制備出的SiNWs的形貌、結構產(chǎn)生了差異。實驗發(fā)現(xiàn)380℃的條件下，Si原子沉積速率與SiNWs生長速率一致，使SiNWs取向性較好且單晶生長趨勢明顯。P醋圖表明，SiNWs在596nm處出現(xiàn)了明顯的紅光發(fā)光峰，且發(fā)光中心產(chǎn)

3、生了7 nm左右的藍移。 2．采用CVD法，以摩爾比為1∶1的ZnO和活性碳(C)的混合粉體為反應原料，在650、750、900℃的溫度生長區(qū)域，制備出了三種不同形貌的ZnO納米線陣列。我們發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線陣列的形貌和生長結構將隨著沉積溫度的變化產(chǎn)生明顯的差異。這是因溫度的升高會引起Zn和O原子過快的沉積，從而使ZnO納米線生長速率大大增加，導致ZnO納米線陣列的形貌和生長結構產(chǎn)生劇烈變化。分析研究表明，750℃的條件下制備的

4、ZnO納米線陣列結構均勻，有較好的取向性。900℃的條件下，因Zn和O原子沉積速率大于ZnO納米線的生長速率，Zn和O原子過快的沉積速率就造成了ZnO納米線彎曲并產(chǎn)生結構缺陷，此條件下，生長的ZnO納米線就沒有特定的生長方向，整個陣列中的納米線就呈現(xiàn)相互纏繞，雜亂無章的特點。PL譜圖分析表明，ZnO納米線陣列在379.6nm和488.8nm處分別產(chǎn)生了紫外(UV)發(fā)光峰和綠光峰，紫外光發(fā)射屬于近帶邊激子躍遷，綠光峰主要是ZnO結構中的缺