Sb掺杂大尺寸ZnO纳米棒的制备及其特性研究.pdf

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1、第27卷第7期无机化学学报Vo1．27No．72011年7月CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRY1245．1248Sb掺杂大尺寸ZnO纳米棒的制备及其特性研究冯宇冯秋菊王珏蒋俊岩陶鹏程刘爽许瑞卓李梦轲宋哲孙景昌(辽宁师范大学物理与电子技术学院，大连116029)摘要：采用化学气相沉积法，在没有采用任何催化剂的条件下，在Si(1Oo)衬底上成功制备出Sb掺杂大尺寸ZnO纳米棒，并对样品进行了结构和光学性质的表征。结果表明：纳米棒为结晶质量较好的六角纤锌矿结构，在能量色散谱(EDS)中观测到了Sb元素的存在。此外，在低温光致发光(PL)光谱中还观测到了与Sb掺杂相

2、关的中性受主束缚激子发光峰(Ao)()、自由电子到受主能级跃迁的发光峰(FA)、施主受主对(DAP)以及DAP的一级纵向光声子伴~(DAP一1LO)，因此证实Sb元素作为受主杂质掺杂已进入ZnO晶格。关键词：Sb掺杂；化学气相沉积；ZnO纳米棒；光致发光中图分类号：0614．241文献标识码：A文章编号：1001．4861(2011)07—1245—04FabricationandCharacterizationofSbDopedLarge—ScaleZnONanorodsFENGYuFENGQiu—JuWANGJueJIANGJun—YanTAOPeng-ChengLIUShuangXUR

3、ui-ZhuoLIMeng-KeSONGZheSUNJing·-Chang(SchoolofPhysicsandElectronicTechnology,LiaoningNormalUniversity,Dalian，Liaoning116029，China)Abstract：Sbdopedlarge—scaleZnOnanorodsweregrownonSi(100)substratesbychemicalvapordepositionmethodwithoutusingofcatalyst．TheX—raydiffraction(XRD)indicatestheproducthasthe

4、hexagonalwurtziteZnOstructure．Theenergy—dispersiveX—rayspectroscopy(EDS)wasusedtoinvestigatetheelementalcompositionintheSbdopedZnOnanorods．TheSbrelatedacceptoremission(A~X，FA，DAP，andDAP一1LO)wasobservedinthephotoluminescencespectraat11KforSbdopedZnOsamples．ThissuggestedthatSbrelatedacceptorwasexiste

5、dintheZnOnanorods．Keywords：Sbdoped；chemicalvapordeposition；ZnOnanorods；ph0toluminescence氧化锌(ZnO)为直接宽禁带半导体材料．室温下征的施主缺陷，主要包括间隙缺陷fZni和Oi)、空位禁带宽度达到3．37eV．激子结合能高达60meV．激缺陷(VVo)、反位缺陷(Zno、0Zn)等『6_81。在一般情况子增益可以达到320cm～ZnO在纳米材料中凭借下．没有进行掺杂的ZnO材料的导电类型为n型．其优越的光电性质．以及形貌丰富，制备工艺简便．因而得到n型的ZnO纳米材料是相对比较容易的成本低廉．稳定性好等

6、优点而被誉为面向21世纪要获得关于ZnO的功能器件．良好的n型ZnO纳的现代功能材料，从而在纳米电子学、纳米光电子米材料和良好的P型ZnO纳米材料都是不可或缺学以及生物科技方面都有着很大的应用前景i1·51由的。但是P型ZnO纳米材料的制备是非常困难的．于ZnO材料中存在多种本征施主缺陷和多种非本为了得到P型ZnO纳米材料．人们常把V主族元素收稿日期：2011-02—21。收修改稿日期：2011-04．08。国家自然科学基金(No．10804040，61076104)，辽宁省博士科研启动基金(No．20081081)，辽宁省教育厅创新团~t(No．2007T088)~LT省自然科学基金fN0

7、．20072155)资助项目。通讯联系人。E．mail：qjfeng@yahoo．COB．cn，Tel：(0411)82158140—8503第7期冯宇等：Sb掺杂大尺寸ZnO纳米棒的制备及其特性研究1247匀的纳米棒．首先催化剂本身能够形成大小均匀的颗粒在反应条件下催化剂熔融颗粒的大小和分布对纳米棒的直径及生长模式有着重要的影响我们在相关文章的SEM中可以观察到样品的顶端附着着催化剂颗粒或合金颗粒．因此也就