脉冲激光沉积制备ZnO薄膜及其发光性质研究

采用脉冲激光沉积（PKD）技术,在Si（100）衬底上制备出高度C轴取向的ZnO薄膜。通过测量X射线衍射（XRD）谱、扫描电镜（SEM）和光致发光（PL）谱,研究了衬底温度改变对薄膜结构和PL的影响。实验结果表明,当衬底温度从400℃升到700℃时,薄膜的（002）衍射峰半高宽（FWHM）变窄,紫外（UV）发光强度在衬底温度为500℃达到最强。这可能是当衬底温度为500℃时,ZnO薄膜的化学配比较好,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变衬底温度对薄膜的表面形貌也有较大的影响。     

四脚针状ZnO纳米结构的制备及表征

采用以Zn粉、C粉为原料,采用热蒸发法,在没有任何载气和700℃下制备了四脚针状ZnO纳米结构。C粉起到了催化剂的作用但产物却不存在催化剂去除的问题,同时C粉氧化生成的CO/CO2还起到了载气的作用。扫描电镜(SEM)表明,四脚针状ZnO具有很细的尖端,直径为50 nm。X射线衍射(XRD)、微区拉曼图谱的特征峰表明,四脚针状ZnO是高纯的六角纤锌矿结构。光致发光(PL)谱在403 nm附近有微弱的紫光发射峰,而在510 nm附近出现了很强的绿光发射峰。     

垂直靶向脉冲激光沉积制备ZnO纳米薄膜

用一种新颖的制备纳米粒子与薄膜的垂直靶向脉冲激光沉积(VTPLD)方法,在室温及空气气氛下,于玻璃基底上成功地制备出ZnO纳米薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对ZnO纳米薄膜的表面形貌和结构进行了表征,用荧光光谱仪对薄膜的光致发光(PL)性能进行了测量.结果表明,当激光功率为13 W时,沉积出的粒子大小较均匀,尺寸在40 nm左右,且粒子排列呈现出一定方向性;当激光功率为21 W时,沉积的ZnO纳米薄膜图呈现出微纳米孔的连续薄膜.在玻璃基底上沉积的ZnO纳米薄膜有一主峰对应的(002)衍射晶面,表明ZnO纳米薄膜具有良好的c轴取向性.不同激光功率下沉积ZnO纳米薄膜经500 ℃热处理后的PL峰,其强度随激光能量而变化,最大发光波长位于412 nm.     

Ag掺杂浓度对ZnO纳米花荧光增强的影响

采用水浴与光照相结合的方法制备了Ag/ZnO纳米复 合结构,研究了不同Ag掺杂浓度对 ZnO发光强度的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光 (PL)光谱对Ag/ZnO纳米复合物的结构、形貌和光学性能进行了研究。SEM表明,由水浴法制 得的ZnO纳米花结构长约1.0μm,直径为200nm左右。XRD结果显示,Ag掺杂后Ag/ZnO 纳米复合结构衍射峰的强度都增强,当掺杂浓度为0.153wt%时,在38.28°出现了Ag₂O的衍射峰。PL表明,Ag浓度极大影响了ZnO紫外发光强度。当Ag的掺杂 浓度为0.051wt% 时,Ag/ZnO纳米复合结构具有最强的紫外发射强度,同未掺杂的ZnO相比,紫外发光强度提 高了11倍。研究结果表明,利用Ag纳米颗粒的局域表面等离子共振(LSPR)特性增强了ZnO纳 米结构的荧光强度,从而提高了荧光检测的灵敏度。     

低压高温退火对Ag掺杂ZnO薄膜性质的影响

采用电子束蒸发在n-Si(100)衬底上沉积Ag掺ZnO(ZnO:Ag)薄膜,随后在200 Pa的O<,2>气氛下分别在500、600、700和800℃退火4 h.用X射线衍射(XRD)仪、荧光光谱仪以及Van der Pauw方法测量ZnO:Ag薄膜的结构和光电学性质.结果表明,ZnO:Ag薄膜为多晶结构,且随着退火...     

超声喷雾热解法制备ZnO：Eu薄膜

以醋酸锌（Zn（CH3COO）2）、氯化铕（EuCl3）水溶液为前驱体,采用超声喷雾热解（USP）方法在ITO导电玻璃衬底上沉积Eu掺杂ZnO（ZnO：Eu）薄膜。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和光致发光（PL）谱对ZnO：Eu薄膜的形貌、结构和光学性质进行了研究。SEM测试结果表明,超声喷雾热解法制备的...     

两步法生长ZnO纳米棒的结构及其发光特性

应用两步法在玻璃衬底上制备了高度取向的ZnO纳米棒,并研究了衬底和反应时间等参数对其结构及发光特性的影响。从样品的扫描电镜(SEM)图中发现,利用脉冲激光沉积(PLD)方法在玻璃衬底上生长一层ZnO薄膜作为修饰层,可以明显提高水热法生长的ZnO纳米棒的结晶质量。样品的SEM和光致发光(PL)谱表明,在有ZnO修饰层的玻璃衬底上生长的ZnO纳米棒分布均匀,排列致密,取向性好;缺陷发光的发光强度约是激子发光峰的2倍,且随着反应时间增长,样品的缺陷发光增强而激子发光减弱。     

基于ZnS:Mn~(2+)量子点电致发光器件的制备

以多磷酸钠为分散剂,采用水相共沉淀法制备了Mn2+掺杂的ZnS量子点,通过X射线衍射(XRD)谱、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)图像、紫外-可见吸收光谱和光致发光(PL)谱等表征了ZnS:Mn2+量子点的结构、形貌和发光性能;通过对比在空气中干燥前后样品的PL谱,进一步证明了441 nm的峰是属于与硫空位相关的发射。同时,将处理后的样品分散到氯仿中,制备了单层的电致发光(EL)器件,在12 V直流电压的驱动下,在597 nm的位置观测到了Mn2+相关的特征发射。     

生长ZnO薄膜的氧分压对ZnO/PS体系光学性能的影响

采用电化学阳极氧化法,在p型（100）晶向的单晶Si片上制备多孔Si（PS）样品;以PS为衬底,采用射频反应磁控溅射技术在不同O2分压下沉积ZnO薄膜。X射线衍射（XRD）结果显示,所有ZnO/PS复合体系在衍射角为34.24°附近均出现较强的衍射峰,对应于ZnO的（002）晶面,说明样品具有良好的c轴择优取向;但由于...     

飞秒激光沉积ZnO/Si大面积均匀薄膜及其特性

利用飞秒脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)基片上制备大面积均匀的ZnO薄膜,通过激光束、靶材及衬底的运动使得所制备的薄膜均匀性面积大小不受限制。X射线衍射(XRD)结果显示,所制备的薄膜具有典型的六方纤锌矿结构,并沿(002)方向高度择优取向生长。场扫描电子显微镜(FESEM)显示,薄膜是沿垂直于衬底方向生长的六方柱状纳米晶,且膜厚均匀。紫外-可见光谱透射率显示,所制备的薄膜在380nm附近有一陡峭的吸收边,在可见光波段具有90%以上的透过率。光致发光(PL)光谱显示,薄膜在377nm处有一强而窄的紫外发射峰。实验结果表明,所制备的薄膜具有良好的结构及光学性能。     

自催化方式制备ZnO纳米线及光致发光特性

采用化学气相沉积法,不用催化剂,在Si(111)基片上制备了ZnO纳米线。扫描电子显微镜(SEM)表征发现ZnO纳米线的直径在100nm左右。X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰。室温下光致发光谱(PL)中出现了389nm和357nm的紫外峰以及五个蓝光峰(450,468,474,481和491nm)。389nm峰为自由激子复合发射357nm峰是在LO声子的参与下,自由载流子碰撞形成自由激子过程的发光行为;468nm峰系电子从氧空位形成的浅施主能级向价带跃迁发光;450nm峰系电子从导带向锌空位形成的浅受主能级跃迁发光;474,481和491nm峰是声子伴线。     

ZnO纳米棒水热法制备及其发光特性研究

采用氢氧化钾(KOH)和二水醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2H2O)配制不同浓度的反应溶液,反应过程中加入表面活性剂聚乙二醇(HO(CH2CH2O)13H),在80℃水热反应条件下制备出了优异的ZnO纳米材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪等测试方法研究了样品的成分、表面形貌和微结构。SEM研究结果显示:样品沿c轴择优生长,径粒分布均匀,长径比高,为六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒和菊花状ZnO纳米棒。光致发光谱性能分析显示样品在392 nm附近具有很强的紫外光发射能力,随着反应物浓度的增加,紫外峰发生约3 nm的蓝移,同时,样品还在绿光535 nm附近有较弱的光致发光现象。以上结果表明所制备的ZnO纳米材料具有优异的紫外光发射能力。     

聚对苯撑苯并双(口恶)唑发光及其器件制备

采用光谱技术,研究了聚对苯撑苯并双(口恶)唑(PBO)溶液的光敏发光特性,并用相对法估算出溶液发光效率在50%范围.结合光谱技术、半导体电学和电化学等研究手段,具体研究了以PBO为发光层的单层电致发光器件,研究结果显示,电致发光与薄膜的光致发光有具有相同的发光中心,峰值位于510 nm左右.同时发现,由于存制备过程中不同处理条件使得不同厚度薄膜残留的掺杂物质浓度不同,从而引起薄膜的导电性的不同.使得器件的阈值场强随PBO厚度的减小而逐渐增加.     

Hybrid II-VI and III-V Compound Double Heterostructures and Their Properties

In this report, n-GaN/n-ZnO/p-GaN double heterostructures (DHs) were grown on sapphire substrate employing metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) and molecular-beam epitaxy (MBE) methods. Scanning electron microscopy (SEM) employed in both secondary electron (SE) and cathodoluminescence (CL) modes revealed high crystal and optical quality of the DH layers, indicating no significant interdiffusion of constituent elements during growth. The diode structures were fabricated whose current-voltage characteristics revealed rectifying behavior with a leakage current 2.12 × 10⁻⁵ A and a forward current 7.8 × 10⁻² A at 10 V bias, and with threshold and breakdown voltages of 3.2 and –11 V, respectively. Under forward bias, an intense electroluminescence (EL) was observed, the spectrum of which depended on the injection current.     

生长停顿改善MOCVD生长InGaN/GaN多量子阱的特性

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)生长了InGaN/GaN多量子阱(MQWs)结构,研究了生长停顿对InGaN/GaN MQWs特性的影响.结果表明,采用生长停顿,可以改善MQWs界面质量,提高MQWs的光致发光(PL)与电致发光(EL)强度;但生长停顿的时间过长,阱的厚度会变薄,界面质量变差,不仅In组分变低,富In的发光中心减少,而且会引入杂质,致使EL强度下降.     

多孔硅发光材料

扼要叙述多孔硅发光的原理、工艺与应用，并指出应用存在的问题。     

Structural and Optical Properties of ZnO Nanotips Grown on GaN Using Metalorganic Chemical Vapor Deposition

ZnO nanotips are grown on epitaxial GaN/c-sapphire templates by metalorganic chemical vapor deposition. X-ray diffraction (XRD) studies indicate that the epitaxial relationship between ZnO nanotips and the GaN layer is (0002)ZnO||(0002)GaN and (101̄0)ZnO||(101̄0)GaN. Temperature-dependent photoluminescence (PL) spectra have been measured. Sharp free exciton and donor-bound exciton peaks are observed at 4.4 K with photon energies of 3.380 eV, 3.369 eV, and 3.364 eV, confirming high optical quality of ZnO nanotips. Free exciton emission dominates at temperatures above 50 K. The thermal dissociation of these bound excitons forms free excitons and neutral donors. The thermal activation energies of the bound excitons at 3.369 eV and 3.364 eV are 11 meV and 16 meV, respectively. Temperature-dependent free A exciton peak emission is fitted to the Varshni’s equation to study the variation of energy bandgap versus temperature.     

Direct band gap luminescence from Ge on Si pin diodes

Germanium (Ge) pin photodiodes show clear direct band gap emission at room temperature,as grown on bulk silicon in both photoluminescence (PL) and electroluminescence (EL).PL stems from the top contact...     

Cu掺杂对ZnO量子点光致发光的影响

通过溶液法合成了Cu掺杂ZnO量子点。X射线衍射(XRD)和高分辨电子透射电镜(HRTEM)图像显示Cu掺杂ZnO量子点具有六角纤锌矿结构,晶粒大小为4～5nm。Cu掺杂抑制了ZnO量子点颗粒长大。室温光致发光(PL)谱观察到紫外带边和可见区两个发射峰。随着Cu掺杂浓度的增大,紫外荧光峰位发生缓慢红移,由366nm移到370nm;可见区发射峰位发生蓝移,由525nm移到495nm;同时,两个发射峰强度降低。光谱结果表明:Cu的掺入,一方面抑制表面与O空位有关的缺陷,在495nm出现了与Cu1+有关的发射峰;另一方面,Cu离子掺入ZnO量子点引入一些非辐射中心,降低了自由激子发射。