微纳跨尺度ZnO结构的紫外发射机理研究

利用气相输运的方法在Si(100)衬底上生长了ZnO的微纳跨尺度结构.扫描电镜照片可以明显地看到样品表面为椎顶六角微米柱-纳米棒的复合结构.样品在室温下的光致发光谱出现了很强的紫外发射峰,没有观察到与杂质或缺陷相关的深能级发射,表明样品有很好的光学质量.通过详细的研究样品的紫外发射谱与温度(83—307K)的依赖关系,发现在室温下样品的近带边发射包含两个部分,分别与自由激子发射和自由载流子到施主(受主)的跃迁(FB跃迁)相关,这个施主(受主)束缚态的离化能为124.6meV. 关键词： ZnO微纳跨尺度结构 光致发光谱 自由载流子到施主(受主)的跃迁 自由激子发射     

氧分压对化学气相沉积法合成ZnO纳米结构形貌的影响

本文利用化学气相沉积(CVD)法在镀有Au(10 nm)膜的单晶Si(100)上制备了ZnO薄膜,并研究了不同的氧分压对ZnO形貌的影响.借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、结晶质量和晶体生长取向进行了表征.结果表明:当O2分压较小的时候,O2只能与Zn团簇的某些界面发生反应并逐渐结晶生成层状的ZnO微米团簇.当 O2分压较大的时候,ZnO通过二次生长形成由微米柱阵列和表面无序纳米线构成的分层复合结构,并且表面纳米线的密度随着氧分压的增加而增加.高分辨透射电镜(HRTEM)和选取电子衍射(SAED)分析表明,单根纳米线是沿[001]方向生长的ZnO单晶.     

定向ZnO纳米钉阵列的制备及生长机理

在550 ℃下,采用化学气相沉积(CVD)法在镀Au(10 nm)的Si(100)衬底上,制备了ZnO一维纳米钉阵列结构。X射线衍射(XRD)谱图中只显示了(002)衍射峰,其半峰全宽为0.166°,表明制备的纳米钉阵列具有高度c轴择优生长取向的特点和较高的结晶质量,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射图(SAED)谱的结果表明所得到的单根纳米钉为沿(002)生长的单晶结构;同时,对一维纳米钉阵列的生长机理进行了分析。结果表明:由于Si与ZnO之间大的晶格失配度,首先在Si表面沉积一层富Zn的ZnO_x薄膜缓冲层,然后通过VLS机理中的底端生长模式生长成为纳米钉阵列结构。