离子注入及后退火方法制备SiO2基质中镶嵌ZnO纳米粒子的结构和光学性质

• 作者: 刘玉学 刘益春 孔祥贵 申德振 范希武 钟国柱
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 离子注入 ZnO纳米粒子 热退火 光致发光 激子
• 年，卷（期）: 2002,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 445-450
• 页数: 6页
• 分类号: O482.31
• 字数: 3701字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-7032.2002.05.006

摘要

利用离子注入及后退火方法在光学纯的石英基片中注入3×1017cm-2剂量的Zn离子,然后在不同的退火条件下制备了高质量的镶嵌在SiO2基质中的ZnO纳米粒子.X射线衍射光谱的实验结果表明:在氧气气氛、700℃退火温度和2小时退火时间条件下,得到了(002)择优取向镶嵌在SiO2基质中的ZnO纳米粒子;而在700℃退火温度、N2和O2气氛下顺次退火1小时,得到了比上述条件(002)择优取向更好的ZnO纳米粒子.室温下对用上述两种条件制备的镶嵌在SiO2基质中的ZnO纳米粒子观察到了自由激子吸收峰.室温光致发光谱中观察到了ZnO纳米粒子位于3.29eV处的强紫外发射,紫外发射强度与深能级发光强度之比为40,紫外发射峰的半高宽为96meV,晶体质量类似于分子束外延方法生长的ZnO.在低温(77K)光致发光谱中,较强的自由激子的紫外发光峰仍然存在.