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。