温度对Ga掺杂ZnS纳米结构的形貌及光致发光性能的影响-论文.pdf

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1、第43卷第1期人工晶体学报Vo1．43No．12014年1月JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSJanuary，2014日皿度对Ga掺杂ZnS纳米结构的形貌及光致发光性能的影响王坤鹏，，章海霞，翟光关，姜武，翟化松，许并社(1．太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室，太原030024；2．山西省新材料工程技术研究中心，太原030024；3．太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024)摘要：分别以zn粉和s粉为原材料，Ga为掺杂剂，Au纳米颗粒为催化剂，采用低温化学气相沉积法(CVD)，在si(100)衬底上制备了G

2、a掺杂的ZnS纳米结构。利用x射线衍射仪(XRD)、能量弥散X-ray谱(EDS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和光致发光光谱(PL)等测试手段对样品的结构、成分、形貌和发光性能进行了分析。结果表明：随着温度的升高(450—550oC)，Ga掺杂ZnS纳米结构的形貌发生了从蠕虫状纳米线到光滑纳米线再到纳米棒的演变，所制备的Ga掺杂的ZnS纳米结构均为六方纤锌矿结构，分别在波长为336rim和675nm处存在一个较强的近带边紫外发射峰和一个Ga掺杂引起的微弱红光峰，而其它发光峰均是缺陷引起的。此外，本文还对Ga掺杂ZnS纳米结构的形成过程进行了探

3、讨，并提出了可能的形成机理。关键词：ZnS纳米结构；Ga掺杂；光致发光；化学气相沉积法；生长机理中图分类号：O614文献标识码：A文章编号：1000-985X(2014)01-0031-07EfectsofTemperatureonMorphologyandPhotoluminescentPropertiesofGa-dopedZnSNanostructuresWANGKun-peng·’，ZHANGHai．xia，，ZHAIGuang—mei，，JIANGWu，ZHAIHua．song。，XUBing—she’(1．KeyLaboratoryo

4、fInterfaceScienceandEngineeringinAdvancedMaterials，MinistryofEducation，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2．ShanxiResearchCentreofAdvancedMaterialsScienceandTechnology，Taiyuan030024，China；3．CollegeofMaterialsScienceandTechnology，TaiyuanUniversityofTechnology，Ta

5、iyuan030024，China)(Received8September2013，accepted6October2013)Abstract：Ga—dopedZnSflanostructureswerepreparedonSi(100)substratebylow-temperaturechemicalvapordeposition(CVD)，usingSpowderandZnpowderasrawmaterial，GaasdopantandAunanoparticlesascatalyst．Thestructure，composition，m

6、orphologyandluminescentpropertiesofZnSsampleswereanalyzedbyX-raydiffraction(XRD)，energydispersiveX—rayspectroscopy(EDS)，fieldemissionscanningelectronmicroscopy(SEM)andphotoluminescence(PL)spectroscopy，respectively．Theresultsindicatethatwiththeincreaseofthetemperature，themorph

7、ologiesofGa—dopedZnSevolvedfromwolTn—likenanowirestosmoothnanowiresandthentonanorods．Allsampleswerehexagonalwurtzite，andshowedalargernear-band—edgeUVemissionpeakof336nmandaweakredlightemissionpeakof675nm，whileallotheremissionpeakswerecausedbydefectsofGadoping．Furthermore，the收

8、稿日期：2013-09-08；修订日期：2013—10-06基金项目：国家自然科学基金(51002102)；山西省科技创新重点团队项目(