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1、2009NO.10ScienceandTechnologyInnovationHerald科技创新导报研究报告掺杂纳米氧化锌的光学性能综述李酽张婧(中国民航大学理学院天津300300)摘要:氧化锌是具有宽带隙和优良光电、压电等性能的半导体材料,且化学稳定性高,在功能器件的研制中具有广泛的用途,因而受到人们越来越多的重视。纳米氧化锌由于它的电子结构特性和潜在的应用而受到广泛的关注,尤其是其优异的光学性能越来越受到人们的重视。本文对纯纳米氧化锌和掺杂型纳米氧化锌的结构、制备及光学性能进行了综述。关键词:纳米氧化锌光致发光掺杂中图分类号:TQ1文献标识码:A文章编号:1674-098X(2009
2、)04(a)-0005-01随着半导体工艺技术的发展,人们正Mn的掺杂浓度对ZnO纳米线发光性能的影能积极探索高效率半导体应用材料。纳米ZnO响,发现在紫外区域Zn1-XMnXO纳米线依方东明等通过真空镀膜法得到Zn0.以纳米材料和重要半导体氧化物两方面的然保持比较强的发光性能。紫外发光峰的85-XCo0.075Fe0.075CuX系列的物质,相完美结合的特点吸引了广大科研工作者,位置也随着Mn含量的增加逐渐蓝移。对于ZnO薄膜,其光致发光(PL)谱的带边发国际上涌现出许多以纳米ZnO为重点的研2.2Co掺杂纳米ZnO光学性能射峰发生了较大的蓝移。这是由于Fe、CO、究小组,开展了许多有关
3、ZnO纳米材料的研曹志峰等在十六烷基三甲基溴化铵表Cu对Zn的替代使薄膜粒子的尺寸减小,使究工作,2001年以来,在Science上连续刊载面活性剂辅助下,通过水热合成法制备了薄膜的有效带隙增宽。此外,在相同工艺条了有关特殊形态纳米ZnO的报道。所有这些沿(001)方向生长,直径为100-160nm,长度件下,Cu掺入量较多时,发射红光的强度会使得纳米ZnO材料在传感器、光电转换、光约为10μmCo2+掺ZnO纳米线。由Co2+掺减小。其主要原因是:Cu掺入量较高时,催化等领域有着广阔的应用前景。杂ZnO纳米线紫外-可见(UV-vis)吸收光谱Cu+虽然俘获的自由电子概率增加,光电曲线可知
4、:掺杂的ZnO纳米线在200-300nm子寿命缩短,但所吸收的电子的能量变成1纯纳米氧化锌的结构、制备和光学性能波段之间都有很强的紫外吸收,在波长了无辐射跃迁,使得光致发光强度下降。理想ZnO是六方纤锌矿结构,属于360～370nm处显示很好的激子吸收,与体P63mc空间群,对称性为C6V-4,晶格常数相的激子吸收峰(373nm)相比产生了蓝移。4展望a=b=0.3249nm,c=0.5206nm,α=β=90°,不同Co2+掺杂比例的吸收曲线有所差别,目前对掺杂ZnO的光学特性的研究更γ=120°。其中c/a为1.602,较理想的六角随掺杂比例的增加,激子吸收强度略有增多的是针对传统的Z
5、nO薄膜。纳米ZnO材料密堆积结构的1.633稍小。c轴方向的Zn-O加,同时吸收峰略有蓝移。纳米线分别在优异的光学性能越来越受到人们的重视,键长为0.1992nm,其他方向为0.1973nm,385、409、433、462和495nm波段表现出发光研究表明合适的金属离子掺杂或将具有不其晶胞由氧的六角密堆积和锌的六角密堆特性。同能级半导体纳米粒子复合在一起均可以积反向套构而成。ZnO中的配位体是一个三2.3Sb掺杂纳米氧化锌的光学性能提高纳米ZnO的光学性能,因此进一步对不角锥,它的棱长小于底面边长,中心原子与杜广芬等用蒸馏水溶解Zn(NO3)2·同纳米ZnO的掺杂进行研究显得尤为重要。锥
6、顶原子的键长稍大于与锥面三个原子的6HO,加入一定量柠檬酸、聚已二醇(分子2键长。晶体中O2-配位多面体为Zn-O4四面量为20000)和SbO的溶液,在60～70℃加热参考文献23体,Zn2+配位情况与O的相似。搅拌使它充分溶解,形成透明的水溶液,然[1]MichaelH.Huang,SamuelMao,目前制备氧化锌纳米粉体的方法已有后加热至水份蒸发完为止,得到样品的原HenningFeick,HaoquanYan,Yiying很多,如均相沉淀法、溶胶-凝胶法、水热粉。改变Sb2O3的量可获得不同浓度的Sb掺Wu,HannesKind.EickeWeber,Rich-法、电弧等离子体法
7、、喷雾热解法、气相沉杂品。将原粉进行热处理即可获得一系列ardRusso,PeidongYang.[J].Science,积法等。Wang等用热氧化法制备了有强紫不同掺杂浓度的纳米ZnO。随着掺杂量的增2001,292:1897-1899.外光发射的氧化锌粉体,M.Abdullah等以加,其发射光向长波方向移动,且发光强度[2]李旦振,陈亦琳,林熙.纳米ZnO的制备ZnO和聚合物复合并掺杂金属Eu,制备了变强。如未掺杂样
