Sn催化的Ga掺杂ZnO纳米线的制备及其光致发光性能研究.pdfVIP

陆映东 等：sn催化的Ga掺杂 ZnO纳米线的制备及其光致发光性能研究 2057 Sn催化的Ga掺杂 ZnO纳米线的制备及其光致发光性能研究 陆映东 ，常永勤 ，张敬民 ，王明文。，郭佳林 ，王永威 ，龙 毅 (1．北京科技大学 材料科学与工程学院，北京 100083；2．北京大学 物理学院，北京 100080； 3．北京科技大学 应用学院，北京 100083) 摘 要 ： 采用化学气相沉积的方法 ，以Sn粉为催化 素的掺杂对 ZnO纳米线光致发光性能的影响。目前 剂制备 出大长径 比的Ga掺杂ZnO纳米线。采用扫描 尚未见到 Sn催化制备 Ga掺杂 ZnO纳米线 的报道。 电子显微镜观察制备 的产物，发现样 品为直径约 25～ 本文的研究结果表 明，和已有报道相比_l3-4_，通过Sn的 90nm 的纳米线。通过 比较不 同Ga掺杂含量样 品的 掺杂可以调整 Ga掺杂 ZnO纳米材料 的形貌 ，并且通 室温光致发光谱 ，发现一定掺杂含量的Ga可以提 高 过调整 Ga和 Sn的含量可以调控 ZnO 的光致发光性 ZnO纳米线的紫外发光强度 ，同时，Ga的掺杂也会 引 能。 起 ZnO紫外发光峰的蓝移。随着 Ga含量的增加 ，蓝 移程度越来越 小，甚至发 生红移。Sn的 引入 只对 Oa 2 实 验 掺杂 ZnO纳米线的蓝绿光有贡献。 采用化学气相沉积方法制备 sn催化的Ga掺杂 关键词 ： Oa掺杂 ZnO纳米线 ；光致发光 ；化学气相 ZnO纳米线的工艺如下 ：首先将 Ga液滴 (占ZnO粉末 沉积 质量的596／)放在氧化铝舟 中，然后将 ZnO粉和 sn粉 中图分类号 ： TB32；0472 文献标识码：A 以 10：3的质量 比均匀混合后平铺在Ga源上面 ，将其 文章编号 ：1001—9731(2011)11—2057—03 覆盖住 。将硅片在丙酮 中清洗干净后 吹干 ，硅 片置于 l 引 言 蒸发源的正上方 ，硅片距离蒸发源的垂直距离约为 5 ～ 6ram。将装有蒸发源和硅片的氧化铝舟推入管式炉 氧化锌 (znO)是一种直接宽禁带半导体材料 ，室 中，通入气流量为 20OmL／min的氩气 5rain后 ，将流量 温下的禁带宽度为 3．37eV，激子束缚能约为 60meV。 改为 12OraL／rain。将管式炉 以 15℃／min的速度升温 ZnO具有 良好 的发射蓝光和紫外光 的性能，有望替代 至 880～920。C，保温 10rain后随炉 自然冷却至室温。 GaN开发出紫外、绿光、蓝光等多种发光器件，因此成 等炉温降至室温后取 出样 品，发现有 白色产物沉积在 为人们关注的研究热点之一_1]。通过掺杂可 以有效 硅片表面 。 地改变半导体材料 的电学性能和光学性能。ZnO的掺 表 1中所列样品2、3、4、5 为使用上述方法制备 杂一般使用 Ⅲ、Ⅳ、V族元素 (如 Al、Ga、In、Sn、Sb 的样品。为进行对 比，使用同样的条件 ，将蒸发源换成 等)。其中在 ZnO 中掺人 Al可以有效地增加其导 电