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中国科学 G 辑:物理学 力学 天文学 2009 年 第 39 卷 第 3 期 : 367 ~ 371 SCIENCE IN CHINA PRESS 自催化脉冲激光沉积方法制备ZnO纳米棒阵列 ①* ① ① ① ② ①* ① ① 于东麒 , 胡礼中 , 李娇 , 胡昊 , 林颂恩 , 张贺秋 , 陈希 , 付强 , 乔双双① ① 大连理工大学物理与光电工程学院, 大连 116024; ② 美国马里兰大学, 马里兰州大学公园 20742; * E-mail: useeu@163.com, hqzhang@ 收稿日期: 2008-09-10; 接受日期: 2008-10-20 国家自然科学基金(批准号:、辽宁省教育厅重点实验室基金(编号:和高等学校博士专项科研基金(编号: 20070141038) 资助项目 摘要 采用脉冲激光沉积方法在ZnO 作为缓冲层的InP (100)衬底上制备了高密度ZnO 关键词 纳米棒阵列. 扫描电子显微镜图像显示ZnO 缓冲层形成较为均匀的岛状结构, ZnO 纳米 氧化锌 棒具有垂直于衬底的统一生长方向. X 射线衍射测试在 34.46° 出现尖锐的衍射峰, 说明 纳米棒阵列 ZnO 纳米棒具有(002)择优取向. PL 谱在380 nm 出现强的近带边发射峰, 在495 nm 出现 缓冲层 自催化 弱的深能级发射峰, 表明ZnO 纳米棒具有较好的光学性质. 本实验制备的高质量ZnO 纳 脉冲激光沉积 米棒阵列有望在现在和未来的纳米器件制作中得到应用. 近年来, 半导体纳米结构因其在先进器件等方 通过无催化水液法合成ZnO纳米柱阵列和纳米线[12]. 面存在广阔的应用前景, 而成为国内外纳米领域人 Chen等人[13]用无催化声化学方法合成花状ZnO纳米 们关注的又一热点, 其中ZnO纳米阵列结构被认为是 柱. 但是, 到目前还没有关于自催化脉冲激光沉积方 其中最具有应用前景之一. ZnO是一种宽禁带直接带 法制备ZnO纳米结构的报道. 隙II-IV族半导体材料, 室温下禁带宽度为 3.37 eV, 据了解, 目前没有关于采用脉冲激光沉积技术 具有较大的激子束缚能(60 meV)[1], 它具有良好的压 在磷化铟(InP)衬底上制备 ZnO 纳米结构的报道. 脉 电性和生物适合性, 可用于机电耦合传感器和生物 冲激光沉积技术具有产生高能粒子、低温下成膜质量 医药领域[2~4]. 而且, 制备ZnO纳米结构的技术较多, 高、保持原材料化学计量比等特点而得到广泛应用. [5] [6] 如: 化学气相沉积 、金属有机化学气相沉积 、热 InP 在半导体器件生产方面具有很多优势: 易解理、导 [7] [8] [9] 蒸发 、分子束外延 、脉冲激光沉积等 . 因此, ZnO 电性好、抗辐射等, 已被广泛应用于军事、航空、航 纳米结构成为众多研究者关注的焦点, 许多研究人 天领域. 本研究选用 InP (100)作为衬底, 利用 KrF 激 员通过不同制备技术得到了形貌各异的ZnO 纳米结 光器刻蚀ZnO 陶瓷靶材在In