溅射与水热混合法制备ZnO纳米结构薄膜的异常光致发光特性

• 作者: 周凤梅 张淑仪 杨跃涛 王艳
• 来源期刊: 南京大学学报(自然科学版)
• 学科: 物理学
• 关键词: ZnO纳米结构薄膜 射频磁控溅射 水热合成 光致发光谱
• 年，卷（期）: 2011,（2）
• 所属期刊栏目: 纪念魏荣爵院士专辑
• 页码范围: 218-226
• 分类号: O484|O485
• 语种: 中文

摘要

用一种混合方法用来制备ZnO纳米结构薄膜,首先利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积ZnO薄膜作为种子层,然后用水热方法合成ZnO纳米结构薄膜.为研究ZnO纳米结构薄膜的特性,利用X--射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的结构和形貌进行分析,并用X--光电子能谱技术(XPS)对薄膜的化学组份进行分析,最后利用光致发光方法(PL)对ZnO薄膜的发光性能进行了研究.从XRD谱图中可以看出,无论溅射的ZnO种子层还是水热合成ZnO纳米结构薄膜均为良好c轴(002)结晶状态的六角纤锌矿结构.从SEM图像看出,磁控溅射ZnO种子层为连续平整的膜状结构;而经过水热处理后则得到垂直于衬底的六角纳米棒和纳米片两种不同形貌的结构.XPS分析现示,在ZnO种子层中,锌和氧的比例基本上为1,说明磁控溅射ZnO晶体质量较好;而ZnO纳米结构薄膜中存在明显的氧空位缺陷.值得提出的是ZnO纳米薄膜光致发光谱存在异常的特性,采用波长为325 nm的He-Cd激光激发出可见光范围(500～700 nm)内的发光带,强度最强的是橙--红色的光(～600 nm),且肉眼可直接观察到.随着激发光波长在280～380 nm范围内变化,橙-红色光的强度首先增加后减小,在激发光波长350 nm处,强度达到极大,且极大发射的波长出现红移.进一步,结合上述XPS结果以解释这种强可见光的发射,可以认为主要是由薄膜中与氧空位有关的缺陷造成.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王艳	教育部近代声学实验室南京大学声学研究所	1	1	1.0	1.0
2	张淑仪	教育部近代声学实验室南京大学声学研究所	1	1	1.0	1.0
3	周凤梅	教育部近代声学实验室南京大学声学研究所	1	1	1.0	1.0
4	杨跃涛	教育部近代声学实验室南京大学声学研究所	1	1	1.0	1.0