纳米氧化锌薄膜的光致发光特性研究

本文报道了利用低压金属有机气相外延（LP－MOCVD）工艺首先在二氧化硅衬底上生长硫化锌（ZnS）薄膜，然后，将硫化锌薄膜在氧气中于不同温度下进行热氧化，制备高质量的纳米氧化锌（ZnO）薄膜。X－射线衍射（XRD）结果表明，氧化锌具有六角纤锌矿晶体结构，在900℃退火的样品的光致发光（PL）中，在长为3.3eV处观察到一束强紫外光致发光和相当弱的深能级发射，紫外发光强度与深能级发射强度之比是80，表明纳米ZnO薄膜的高质量结晶。     

氧化锌薄膜的紫外光致发光的低能带尾发射

利用直流射频磁控溅射制备了氧化锌薄膜,测量了不同温度下的氧化锌薄膜的光致发光,氧化锌薄膜的室温紫外发射谱是由两个发射峰构成,峰的中心位置分别是在3．31和3．22eV,它们分别为自由激子发射和自由激子的一阶声子伴线(1-LO)．而在82K下,紫外发射谱是由光子能量分别在3．371eV,3．358eV,3．316eV,3．235ev和3．166eV峰组成．它们分别是自由激子,束缚激子和自由激子的一阶(1-LO)、二阶(2-LO)和三阶(3-LO)的声子伴线．根据变温光谱结果,我们提出室温下的紫外发射的低能带尾是来自自由激子的一阶声子(1-LO)伴线。     

基片温度对ZnO薄膜结构和发光性能的影响

采用对靶直流反应磁控溅射方法,在不同温度的Si（100）基片上制备了一系列的ZnO薄膜．利用X射线衍射仪和荧光分光分度计对ZnO薄膜的结构和发光性能进行了研究．结果表明：所有的ZnO薄膜都具有六角纤锌矿结构,且都表现出了（002）织构．随基片温度增加,ZnO薄膜结晶质量提高,其颗粒尺寸单调增加,并且薄膜应力状态发生改变,由压应力转变为拉应力．同时光致发光谱实验结果表明：室温沉积的ZnO薄膜出现了365nm和389nm的紫外双峰,并且出现了弱的蓝光发射带．随着基片温度升高到350℃,365nm附近的紫外峰红移到373nm,并且强度增强,而389nm处的紫外峰强度明显减弱．当基片温度增加到500℃时,373nm的发光峰强度减弱并蓝移到366nm处,蓝光带强度减弱并红移到430nm-475nm处,并且出现了396nm的近紫峰．     

Zn1-xSrxS:Cu薄膜电致发光特性的研究

首先我们制备了结构为：ITO／SiO2／ZnS:Cu／SiO2／Al的薄膜电致发光器件,其电致发光为绿色的宽带发射．然后将发光材料换成Zn1-xSrxS：Cu,制备同样结构的薄膜电致发光器件．结果发现电致发光光谱由原来的550nm单个峰的宽带发射变成了双峰发射．峰值位置分别为430nm和530nm左右,而且随Sr浓度的变化而不同．该体系Cu离子的蓝光发射主要是由于Sr的掺入使ZnS基质的禁带变宽以及蓝色发光中心能级上的电子不易被离化到导带所致．     

退火气氛对铽掺杂氧化锌纳米薄膜发光性能的影响

以Zn(Ac)_2 2H_2O和Tb_4O_7为原料,采用溶胶-凝胶、浸渍-提拉技术在单晶硅(100)衬底上制备了铽掺杂的氧化锌(ZnO∶Tb)薄膜。分别在氮气和氢气气氛下对薄膜进行退火处理,并进行了XRD、IR、EDS和AFM表征,同时结合荧光光谱测试详细研究了退火气氛对薄膜发光性质的影响。结果表明,经氮气和氢气气氛处理的薄膜中,ZnO∶Tb粒子均具有六方纤锌矿结构,且排列致密均匀,相应的ZnO∶Tb粒径分别为59和45 nm。经氮气气氛处理的ZnO薄膜,掺杂前后的发光情况变化显著,由485 nm的蓝光发射移到382 nm的紫外发射。用氢气进行退火处理时,掺杂前后薄膜的荧光光谱都由强的紫外发射和弱的蓝光发射组成,但掺杂后薄膜的紫外光发射减弱,蓝光发射增强。薄膜层数为3、Tb掺杂量为3.85 mol%时,ZnO∶Tb薄膜的荧光发射效果最佳。     

退火温度对ZnO纳米棒结构和光学性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备了氧化锌(ZnO)纳米棒,通过测试样品的X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)图像和光致发光谱(PL)研究了退火温度对ZnO纳米棒结构、形貌和光学性能的影响.结果表明:在900 ℃时会形成均匀的ZnO纳米棒.不同温度烧结得到的样品其光致发光峰不同但都有紫带和又宽又强的可见光带.当升高烧结温度时,由自由激子复合引起的紫外峰发生红移,这是由于晶粒尺寸的增加和应力的减少导致的.另外一个可见光发射峰是由过量的氧和结构缺陷引起的.最后根据实验结果研究了ZnO纳米棒的生长机制.     

溅射压强对WSe2纳米薄膜形貌及光电性能的影响

采用射频（RF）磁控溅射技术在Si（100）衬底上制备WSe₂纳米薄膜，研究在不同制备压强（2.0、2.5、3.0 Pa）下WSe₂纳米薄膜的形貌及光电性质变化.采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、光致发光谱（PL）、霍尔效应等测试对薄膜样品进行基本性质表征.SEM测试结果表明：溅射压强的改变对薄膜形貌有显著影响，随着压强的增加“蠕虫”状结构更加明显.进一步研究WSe₂的生长取向，XRD测试结果表明WSe₂薄膜在（008）晶面优先生长，证明压强的不同会改变WSe₂的晶体结构，提高其结晶性和光吸收特性.此外电学性能测试表明，WSe₂纳米薄膜的载流子浓度和霍尔系数可以通过改变压强来调节.体现了磁控溅射技术制备的WSe₂具有可控性好，易于重复等优点，在构建多功能WSe₂器件领域中具有很好的应用前景.     

ZnO薄膜发光特性的实验研究

室温下测量了以石英为衬底的ZnO薄膜的吸收光谱及发光光谱,从谱图可以看出,样品具有较好的结晶状态.另外,样品在紫外有较强的吸收,而其光致发光也是较强的紫外发射,这表明带间跃迁占了主导地位.     

α—Fe2O3纳米薄膜的超声喷雾热解制备及其表征

采用超声喷雾热角制备技术在Si（Ⅲ）基片上制备了α-Fe2O3纳米薄膜，选用0．01mol/L的Fe(acac)3乙醇／水（1：1）混合液作为前驱液，在衬底温度380℃及载气流量6L／min条件下，制备出平均粒径为4．1nm，具有（104）择优取向的纳米薄膜，并通过XRD，AFM等对其微结构进行了表征。     

ZnO纳米树叶的可控生长及发光动力学

对用化学气象沉积法制备的ZnO纳米树叶进行了简单的控制生长及变温光致发光研究．实验表明,低温光致发光由中性施主束缚激子（D^0,X）和导带自由电子向受主能级的跃迁（FA）组成．D^0,X的强度随温度的升高迅速下降,发生热淬灭．最后热离化为自由激子（XA）,成为占主导地位的峰．受主能级可能是N替代0形成的受主缺陷能级．受主能级可能是N替代0形成了N0受主缺陷能级．     

ZnO薄膜发光特性的研究

为了研究全色显示中的蓝光问题,用电子束蒸发的方法生长了ZnO薄膜,不同温度对ZnO膜进行退火处理结果表明:退火对电致发光的影响比对光致发光更明显,O2气氛中高温退火样品的发光强度不如低温退火样品,合适的退火温度和退火气氛可以改善ZnO膜薄的结晶状态,使电致发光显著蓝移。     

Te溶液生长半磁半导体Cd1-xMnxTe的光学和电学性质研究

测量了Te溶液生长半磁半导体(SMSC) Cd_1-xMn_xTe的导电类型、电阻率、霍尔迁移率和光致发光(PL).测定结果表明,Te溶液生长Cd_1-xMn_xTe晶体质量和稳定性均优于布里奇曼长晶,根据正四面体配位晶场中Mn²⁺3d (⁴T₁)能级出现在Cd_1-xMn_xTe禁带中的观点,分析了在0.85~1.5μm范围内红外透射光谱上存在吸收边的原因。     

纳米ZnO的可控合成及其光催化性能

发展了一种相分离的化学沉淀-溶剂热合成纳米ZnO的方法,以硝酸锌为原料,实现了纳米ZnO的可控合成,并通过XRD、SEM、PL光谱等方法对样品进行了表征.重点研究了氨水、聚乙二醇( PEG)的引入等对ZnO的生长及形貌的影响.结果表明:氨水的引入能够促进ZnO的产生,并且对其粒径尺寸和取向生长有一定的调控作用.PEG的...     

衬底温度对激光脉冲沉积氧化锌薄膜结构及发光性能的影响

在单晶硅衬底上用激光脉冲沉积方法制备了氧化锌薄膜,研究了衬底温度对薄膜结构、形貌和发光性能的影响．     

生长时间对ZnO纳米棒形貌和光学性能的影响

在低温条件下，利用化学溶液沉积法（CBD）成功在Si（100）衬底上生长出近一维ZnO纳米棒阵列．采用X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）和光致发光谱（PL）对样品进行结构、形貌和光学性能分析．结果表明：产物为结晶良好的六角结构晶体．随着生长时间的增加，ZnO纳米棒的尺寸随之增大．PL测试表明产物有较好的光致发光性能，并且随着纳米棒尺寸的减小，紫外发射峰发生蓝移现象．     

半导体GaAs-（GaAl）As多量子阱的光谱性质的研究

我们利用光致发光(PL)和激发光谱(PLE)技术研究了GaAs量子阱的光谱性质，观测到在GaAs量子阱中上转换发光，首次提出在GaAs量子阱中可能实现激光制冷，探索了光谱的发光机理。     

半导体GaAs一(GaAl)As多量子阱的光谱性质的研究

我们利用光致发光(PL)和激发光谱(PIE)技术研究了GaAs量子阱的光谱性质，观测到在GaAs量子阱中上转换发光，首次提出在GaAs量子阱中可能实现激光制冷，探索了光谱的发光机理.