鋅基半導體納米材料的控制生長與改性研究.pdf

1、納米材料形貌和性能的可控成為新階段研究的主旋律。本文以ZnO和ZnS納米材料為研究對象，發(fā)展了簡便、節(jié)能、快速、易于大規(guī)?；a(chǎn)的燃燒法來制備鎂或鎘摻雜的氧化鋅納米材料，并通過摻雜離子的引入來控制ZnO材料的生長和調(diào)節(jié)其光學性能。主要成果如下： 1、通過低溫燃燒的方法來制備(ZnCd)O，發(fā)現(xiàn)Cd在原材料中的加入能夠影響產(chǎn)物的形貌，主要生成半卷曲的帶狀產(chǎn)物。Cd的溶入能夠使晶格發(fā)生一定程度的畸變而使得E2high非極性拉曼模式藍

2、移。5％的Cd摻雜樣品600℃退火后由于固溶Cd濃度較高，從而形成一個更深的能級而發(fā)出大約600nm的橙紅色發(fā)射。1000℃退火后，由于Cd的脫溶析出而生成立方CdO相，而使得得帶邊發(fā)射變成雙峰發(fā)射，可見光區(qū)變成與CdO有關的525nm發(fā)射占統(tǒng)治地位。無論Cd的含量及退火溫度的變化，其帶邊發(fā)光峰沒有出現(xiàn)特別明顯的紅移，這為其以后進一步在紫外發(fā)光二極管，紫外激光器方面的應用研究打下基礎。 2、通過低溫燃燒的方法來制備(ZnMg)O

3、，發(fā)現(xiàn)隨著Mg在原材料中的加入能夠形成卷曲的片狀產(chǎn)物。Mg含量較高時會生成寬帶隙的Zn摻雜的MgO包裹在Mg摻雜的ZnO外面，而使得發(fā)射大大增強。由于帶隙紫外發(fā)射與綠色發(fā)射比例隨激發(fā)強度的增加而增加，意味著與缺陷有關的綠色發(fā)射可能來自近帶邊的淺施主能級到帶雙電荷的氧空位躍遷。另外Mg摻雜能夠使ZnO帶隙發(fā)射峰明顯的藍移，特別是高Mg含量時，不僅能調(diào)節(jié)帶隙，而且更能形成量子限域效應而使得帶邊發(fā)射增強。 3、采用簡單的無催化劑熱蒸發(fā)