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Sn掺杂ZnO纳米针的结构及其生长机制(英文)
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]山东师范大学半导体研究所,济南250014
  • 相关基金:supported by the National Natural Science Foundation of China(90201025 90301002)
中文摘要:

利用包括磁控溅射和热氧化的两步法在Si(111)衬底上制备了Sn掺杂ZnO纳米针.首先用磁控溅射法在Si(111)衬底上制备Sn:Zn薄膜,然后在650℃的Ar气氛中对薄膜进行热氧化,制备出Sn掺杂ZnO纳米针.样品的结构、成分和光学性质采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量散射X射线(EDX)谱和光致发光(PL)光谱等技术手段进行分析.结果表明,制备的样品为具有六方纤锌矿结构的单晶Sn掺杂ZnO纳米针,Sn掺杂量为2.5%(x,原子比),底部和头部直径分别为200-500 nm和40 nm,长度为1-3μm,结晶质量较高.室温光致发光光谱显示紫外发光峰比纯ZnO的发光峰稍有蓝移,这可归因于能谱分析中探测到的Sn的影响.基于本实验的实际条件,简单探讨了Sn掺杂ZnO纳米针的生长机制.

英文摘要:

We synthesized Sn-doped ZnO nanoneedles on Si(111) substrates in two steps: sputtering and thermal oxidation.First,a thin layer of the Sn∶Zn films was deposited onto the Si(111) substrates in a JCK-500A radio-frequency magnetron sputtering system.Sn-doped ZnO nanoneedles were then grown by simple thermal oxidation of the as-deposited films at 650 ℃ in Ar atmosphere.The structural,componential,and optical properties of the samples were characterized by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM),high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM),energy dispersive X-ray(EDX) spectroscopy,and photoluminescence(PL) spectroscopy.The results reveal that the ZnO nanoneedles doped with 2.5%(x,atomic ratio) Sn are single crystalline with a wurtzite hexagonal structure.The lengths of the grown nanoneedles vary between 1 and 3 μm.The root diameters of the needles range between 200 and 500 nm while the tips have an average diameter of about 40 nm.Moreover,most of the Sn-doped ZnO nanoneedles are of high crystal quality.Room temperature PL spectroscopy shows a blue-shift from the bulk bandgap emission,which can be attributed to a Sn composition in the nanoneedles as detected by EDX.Based on the reaction conditions,the growth mechanism of the Sn-doped ZnO nanoneedles was also discussed.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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