反应源温度对ZnO纳米线阵列定向性及发光性能的影响

【作者】 赵勇； 陈贤； 刘兵发； 程国安； 唐建成； 方利广； 盛广沪；

【机构】 南昌大学理学院； 南昌大学材料科学与工程学院； 北京师范大学核科学与技术学院；

【摘要】 以Au薄膜为催化剂、ZnO与碳混合粉末为反应源,采用碳热还原法在单晶Si衬底上制备了ZnO纳米线阵列。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光致发光(PL)谱仪对样品的表征,研究了反应源温对ZnO纳米线阵列的定向性和光致发光性能的影响。样品在源温度920℃条件下沿(002)方向择优生长,定向性最好,温度过低不利于ZnO纳米线阵列密集生长,而温度过高导致Zn原子二次蒸发因而也不利于纳米线阵列的定向和择优生长;样品在源温度880℃有最强的近紫外带边发射,表明温度过高和过低都不利于Zn0晶体结构的优化;由于ZnO纳米线在缺氧氛围下生长,氧空位是缺陷存在的主要形式,因此所有样品都有较强的绿光发射,温度升高导致纳米线生长速度提高而增加了氧空位缺陷数量,从而使样品绿峰强度增强并在源温度920℃达到最大值,但温度的进一步升高可导致ZnO纳米线表面Zn元素的蒸发而降低氧空位缺陷的数量从而抑制绿峰强度。更多还原