采用化学气相沉积方法,在未引用任何金属催化剂的条件下,在硅衬底上制备出了高取向的砷、磷及锑掺杂的ZnO纳米线、纳米棒、纳米针和纳米刷等纳米结构,并利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能量色散谱、X-射线衍射谱及光致发光等测试手段对纳米材料的表面形貌,晶体结构及光学等特性进行了深入的研究。特别是在相应掺杂ZnO纳米材料的低温光致发光谱中都观测到了与受主掺杂相关的发光峰,证明了受主原子进入了ZnO的晶格,也为下一步发光二极管器件的制备奠定了基础。在此基础上,我们制备出了p-ZnO纳米线/n-ZnO薄膜结构的同质结发光二极管和磷掺杂p-ZnO纳米线/n-ZnO纳米线同质结二极管,通过测量表明这两个器件都具有良好的整流特性,并实现了室温下的电致发光,特别是磷掺杂p-ZnO纳米线/n-ZnO纳米线同质结器件,其开启电压大约为3.8V,反向击穿电压为6V。特别是最近,我们还制备出了单根Sb掺杂ZnO微米棒同质结发光二极管,在室温下实现了单根微米线pn结发光二极管的电致发光,该项结果可能实现高效的ZnO基发光器件提供了一个新的途径。
英文主题词Doped ZnO nanostructures; Chemical vapor deposition; ZnO nanowires light-emitting diodes; Si substrates