A面(11-20)ZnO薄膜中杂质的偏振PL谱研究

本文通过分析A面(11-20)ZnO薄膜的低温PL(光致发光)光谱偏振特性来研究ZnO光致发光谱中杂质峰的来源。低温(4 K)下观察到476、479 nm两处新的杂质峰以及390 nm处激子峰,根据两个杂质峰的偏振特性,初步判定476nm峰来源于氧空位能级到价带轻空穴的跃迁,479 nm峰来源于氧空位价带重空穴的跃迁。     

退火处理对LaAlO_3薄膜发光特性的影响

在室温下,采用射频磁控溅射法在p-Si(100)衬底上制备了铝酸镧(LaAlO3)薄膜,分别在800℃,900℃和950℃下进行退火处理。利用X射线衍射(XRD)仪、原子力显微镜(AFM)、荧光分光光度计等研究了不同温度退火处理对LaAlO3薄膜结构、表面形貌及光学性质的影响。研究结果表明,LaAlO3薄膜样品在900℃开始由非晶向晶体转变,说明高温退火有利于提高结晶质量。光致发光(PL)谱测量发现样品在368,470nm位置处分别出现发光峰,各峰的强度随退火温度的升高逐渐增强,但峰位基本保持不变。根据吸收光谱和缺陷能级图,推测出368nm紫外光峰来源于电子从氧空位形成的缺陷能级到价带顶能级的跃迁,470nm附近的蓝光峰归因于电子从负价AlLa错位缺陷能级到价带顶能级的跃迁。     

氧氩比对纳米ZnO薄膜蓝光发射光谱的影响

利用射频磁控溅射方法,在石英表面上制备了具有良好的c轴取向的纳米ZnO薄膜。室温下,在300 nm激发下,在450 nm附近观测到ZnO薄膜的蓝光发射谱(430~460 nm)。分析了气氛中氧气与氩气比对薄膜质量及蓝光发射光谱的影响,给出了纳米ZnO薄膜光致发光谱(PL)的积分强度和峰值强度与氧氩比关系。探讨了纳米ZnO薄膜的蓝光光谱的发射机制,初步证实了ZnO蓝光发射(2.88~2.69 eV)来自氧空位(VO)形成的浅施主能级上的电子至价带顶的跃迁。     

纳米ZnO薄膜的光致发光性质

利用溶胶－凝胶法制备了纳米ZnO薄膜,室温下测量了样品的光致发光谱(PL)、吸收谱(ABS)、X射线衍射谱(XRD)．X射线衍射(XRD)的结果表明：纳米ZnO薄膜呈多晶状态,具有六角纤锌矿晶体结构和良好的C轴取向．观察到二个荧光发射带,中心波长分别位于395 nm的紫带、524 nm的绿带和450 nm附近的蓝带．证实了纳米ZnO薄膜绿光可见发射带来自氧空位(VO)形成的浅施主能级和锌空位(VZn)形成的浅受主能级之间的复合;450 nm附近的蓝带来自电子从VO的浅施主能级到价带顶或锌填隙(Zni) 到价带顶或导带底到VZn的浅受主能级的复合．     

Co与Cu掺杂ZnO薄膜的制备与光致发光研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Co, Cu单掺杂及Co,Cu共掺杂ZnO薄膜.用金相显微镜观察了Co与Cu掺杂对ZnO薄膜形貌的影响.X射线衍射（XRD）研究揭示所有ZnO薄膜样品都存在（002）择优取向,在Cu单掺的ZnO薄膜中晶粒尺寸最大.对所有样品的室温光致发光测量都观察到较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.对不同掺杂源的ZnO薄膜发光性能进行了分析,认为蓝光峰来源于电子由导带底到锌空位能级的跃迁及锌填隙到价带顶的跃迁,绿光峰是由于掺杂造成的 关键词： ZnO薄膜 溶胶-凝胶 Co Cu掺杂 光致发光     

射频磁控溅射法制备ZnO薄膜的绿光发射

用射频磁控溅射法,在硅衬底上制备出具有良好的(002)择优取向的多晶ZnO薄膜。研究了室温下薄膜的光致发光特性,观察到显著的单绿光发射(波长为514nm)峰。在氧气中830℃高温退火后,薄膜结晶质量明显提高,绿光发射峰强度变弱;在真空中830℃高温退火后,绿光发射峰强度增加。绿光发射源于氧空位深施主能级到价带顶的电子跃近。     

不同衬底上的ZnO薄膜紫外光致发光

用射频磁控溅射法在蓝宝石、硅和石英衬底上沉积出具有好的择优取向的多晶ZnO薄膜. 在270 nm波长的光激发下室温下可观察到显著的紫外光发射（波长为356 nm）和较弱的蓝光发射（波长为446 nm）. 经高温退火后薄膜的结晶质量显著提高, 在蓝宝石、石英衬底上沉积的薄膜，其积分发光强度分别增加了7倍和14倍.而硅衬底上的膜发光强度增强不太显著.紫外光发射源于电子的带间跃迁，而蓝光发射是由电子从氧空位浅施主能级到价带顶的跃迁引起的. 关键词： ZnO薄膜 射频磁控溅射 紫外发光 退火     

纳米ZnO薄膜可见发射机制研究

利用溶胶－凝胶法 （Sol-Gel）制备了纳米ZnO薄膜，获得了高强的近紫外发射室温下测量了样品的光致发光谱(PL )、吸收谱(ABS)、X射线衍射谱(XRD).X射线衍射(XRD)的结果表明：纳米ZnO薄膜呈多晶态，具有六角纤锌矿结构和良好的C轴取向；发现随退火温度升高，（002）衍射峰强度显著增强，衍射峰的半高宽（FWHM）减小、纳米颗粒的粒径增大.由吸收谱(ABS)给出了样品室温下带隙宽度为3.30 eV.在PL谱中观察到二个荧光发射带，一个是中心波长位于392 nm附近强而尖的紫带，另一个是519 nm附近弱而宽的绿带研究了不同退火温度样品的光致发光峰值强度的变化关系，发现随退火温度升高，紫带峰值强度增强、绿带峰值强度减弱，均近似呈线性变化.证实了纳米ZnO薄膜绿光发射主要来自氧空位(Vo)形成的浅施主能级与锌空位(VZn)形成的浅受主能级之间的复合，或氧空位(Vo)形成的深施主能级上的电子至价带顶的跃迁；紫带来自于导带中的电子与价带中的空位形成的激子复合.     

ZnO粉末的直流电致发光特性研究

用溶胶凝胶法制备了几种ZnO粉末, 测量了它们的直流电致发光. 在样品中观察到了较强的绿带（556 nm）发射; 对十二胺处理的样品, 绿带发光强度最高可提高8倍, 十八胺处理的样品, 绿带发光强度最高可提高12倍. 在同电压下, 十八胺处理的ZnO的发光强度也较十二胺处理的ZnO的发光强度大1.5～2倍; 并在十二胺处理的样品中, 还观察到了强度较小的蓝光谱带（406 nm）. 在一定电压范围内, ZnO电致发光强度随直流电压增强而线性增强. 所得ZnO样品在2V/μm场强下起亮, 在测量的近1 h内, 发光强度稳定, 重复性好. 分析认为：406 nm处的蓝光谱带是由于VZn空位在禁带中（距离价带0.3 eV）形成缺陷能级, 从导带到价带跃迁的结果, 而556 nm处的绿色发射带是由ZnO中氧空位所导致.     

(Li,Cu)掺杂ZnO薄膜的发光性质

利用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在n型si(100)衬底上制备(Li,Cu)掺杂ZnO薄膜,研究了室温下薄膜的结构、形貌和光致发光性能.研究结果表明,随着Li掺杂浓度的增加,可见光发光强度增加,可见光发射可能是源于单电离氧窄位到价带顶以及单电离氧空位到Li替位Zn(Lizn)受主跃迁的双重作用.与此类似,Cu掺杂Zn...     

液晶-氧化锌纳米复合材料的可调发光

采用超声波分散技术，选用氧化锌纳米晶体和液晶（N-（4-methoxybenzylidene）-4-ethoxybenzenamine），制成液晶质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的液晶-氧化锌纳米复合材料。通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、光致发光光谱仪对样品进行表征。实验结果表明：当液晶MB₂BA在氧化锌纳米晶体的质量分数从0增加到80%时，氧化锌纳米复合材料的PL光谱峰值最终移到了418 nm的蓝光区域。随着氧化锌纳米晶体中液晶分子的增加，氧化锌纳米晶体的表面缺陷减少、其深层发光明显削弱，氧化锌纳米晶体的光致发光可以由最初的黄绿色转变为蓝色。因此，可以在氧化锌纳米晶体中通过添加适量的液晶MB₂BA来实现蓝光发射。     

Effect of different annealing temperature on Sb-doped ZnO thin films prepared by pulsed laser deposition on sapphire substrates

Influence of annealing temperature on the properties of Sb-doped ZnO thin films were studied. Hall measurement results indicated that the Sb-doped ZnO annealed at 950 °C was p-type conductivity. X-ray diffraction (XRD) results indicated that the Sb-doped ZnO thin films prepared at the experiments are high c-axis oriented. It was worth noting that p-type sample had the worst crystallinity. The measurements of low-temperature photoluminescence (PL) spectra indicate that the sample annealed at the temperatures of 950 °C showed strong acceptor-bound exciton (A⁰X) emission, and confirmed that it is related to Sb-doping by comparing with the undoped ZnO low-temperature PL spectrum.     

Synthesis and optical properties of pencil-like and shuttle-like ZnO microrods

The pencil-like and shuttle-like ZnO microrods have been fabricated on Si (100) substrates by chemical vapor deposition. Structure characterization results show that the microrods are perfect single crystals with the wurtzite structure along the [0001] growth direction and have diameters ranging from 100 nm to 2 μm and lengths up to 10 μm. Room-temperature photoluminescence measurements of ZnO microstructures exhibit an intensive ultraviolet peak at 390 nm and a broad peak centered at about 526 nm, which can be attributed to the free exciton emission and the deep level emission, respectively. Cathodoluminescence measurements show the same ultraviolet and green emissions as seen in the photoluminescence results. A possible growth mechanism of ZnO microrods is finally proposed.     

Yellowish-white photoluminescence from ZnO nanoparticles doped with Al and Li

ZnO nanoparticles codoped with Al and Li were chemically synthesized with a low temperature drying process. They are crystalline and can be made as small as 5 nm. Intense yellowish white photoluminescence was observed from smaller ZnO nanoparticles with a higher concentration of Al and Li. The photoluminescence peak consists of yellow and green emission bands. Both peak intensities increase with increasing the Al and Li concentrations and with decreasing the size of ZnO nanoparticles. The green and yellow emission bands were attributed to donor–acceptor-pair recombination involving Zn vacancies and lithium as the acceptor state, respectively, and the donor responsible for both emissions to oxygen vacancies. Both enhanced emissions by codoping may be explained by an increase in the number of electrons occupying the deep donor level on account of doping with Al. Although the yellowish white emission decays with time, passivation of the crystallite surface with poly(p-phenylene vinylene) suppresses the degradation. The observed high-intensity and stable yellowish white emission makes PPV-passivated ZnO nanoparticles, codoped with Al and Li, more attractive as a candidate for “white” phosphor.     

Experimental evidence for the quantum confinement effect in 3C-SiC nanocrystallites

Using electrochemical etching of a polycrystalline 3C-SiC target and subsequent ultrasonic treatment in water solution, we have fabricated suspensions of 3C-SiC nanocrystallites that luminesce. Transmission electron microscope observations show that the 3C-SiC nanocrystallites, which uniformly disperse in water, have sizes in the range of 1-6 nm. Photoluminescence and photoluminescence excitation spectral examinations show clear evidence for the quantum confinement of 3C-SiC nanocrystallites with the emission band maximum ranging from 440 to 560 nm. Tunable, composite polystyrene/SiC film can be made by adding polystyrene to a toluene suspension of the 3C-SiC nanocrystallites and then coating the resulting solution onto a Si wafer.     

AlP/SiO2纳米复合材料的光致发光研究

本文对用溶胶-凝胶方法制备的xAlP/100SiO₂凝胶玻璃的光致发光进行了研究,表明585nm附近的发光是凝胶玻璃中的AlP纳米晶粒表面态和缺陷复合发光.发光峰位与AlP的参杂量无关,但发光峰的强度随x的增加而减弱;另外与H₂的反应时间越长,发光强度减弱.     

脉冲激光沉积法在多孔铝衬底上生长的ZnO薄膜的结构与光学性质

ZnO是一种性质优良很有前途的紫外光电子器件材料,多孔铝是一种良好的模板型衬底,试图将二者结合起来以制备出一种全新的光电功能材料。制备了三种不同孔径多孔铝衬底,采用脉冲激光沉积法,在真空背景下,在多孔铝衬底上生长了氧化锌薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和光致荧光对样品进行了测试和分析。研究表明:利用不同孔径的多孔铝衬底生长的氧化锌薄膜的结构和光学性质差异很大。样品A的光致发光主要是394nm的紫外发射和498nm的蓝绿光发射;样品B的光致发光主要是417nm的紫光发射和466nm蓝光发射;样品C的光致发光主要是415nm的紫光发射和495nm的蓝绿光发射。由于薄膜是富锌的,随着在空气中氧化的进行,光谱发生变化。利用固体能带理论对光谱进行了全面的分析。     

ZnO薄膜表面和边缘的发光特性

研究了分子束外延方法生长的ZnO薄膜的光学特性,首先测量样品反射光谱,然后重点研究其光致发光光谱。实验中通过改变激发光的强度,以及采用波导配置和不同的实验几何配置等手段,观察到了ZnO薄膜中起源于激子-激子散射和电子-空穴等离子体复合发光的受激辐射,同时观察到两种配置下自发辐射谱中存在巨大的差异。通过对实验数据和理论计算结果的分析,初步认为造成了从ZnO薄膜表面和侧面得到的PL谱之间的显著区别原因有两种:一是非对称薄膜波导的吸收损耗造成的波长选择效应,二是薄膜波导对掠出射光的类似薄膜微腔的微腔效应。     

纳米ZnO微晶的合成及其发光特性

以醋酸锌和尿素为主要原料,利用沉淀—水热法一步合成了纳米ZnO微晶。用XRD,TEM,FTIR等测试技术及光致发光光谱(PL)对纳米ZnO微晶进行了表征,并对其发光特性进行了分析。研究表明：该合成方法操作简单,得到的纳米ZnO颗粒基本无团聚,结晶性较好,平均粒径约为17．2nm,并在500～750nm范围内出现宽的PL峰,呈现出纳米材料的发光特征。