采用化學(xué)氣相沉積法在藍(lán)寶石（c-Al₂O₃）襯底上外延制備了不同含量的Sb摻雜氧化鋅（ZnO）納米線,并通過(guò)SEM,XRD,XPS,PL以及霍爾效應(yīng)儀等測(cè)試手段對(duì)摻Sb后的ZnO納米線進(jìn)行了形貌、成分以及光電性能的表征。XPS測(cè)試結(jié)果表明,Sb原子成功的摻入到了ZnO納米線晶格中。PL光譜分析顯示,隨著Sb摻雜含量的增加,納米線的缺陷濃度增加,納米線的結(jié)晶性變差�；魻栃�(yīng)測(cè)試結(jié)果表明,在一定的摻雜含量范圍（3%～4.5%）內(nèi),納米線呈p型導(dǎo)電性。 

【文章來(lái)源】：功能材料. 2020,51(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

不同摩爾比Sb摻雜ZnO納米線的SEM圖。

圖2為不同摩爾比Sb摻雜ZnO納米線的XRD圖譜,圖中1-4分別對(duì)應(yīng)ZnO與Sb2O3摩爾比為5%,6.7%,10%和20%�？梢钥闯�,任一濃度的納米線樣品均表現(xiàn)出了較強(qiáng)的ZnO(002)的衍射峰,這說(shuō)明摻雜后的ZnO納米線依然具有著很好的結(jié)晶性。細(xì)致分析,發(fā)現(xiàn)隨著摻雜濃度的增加,ZnO納米線的(002)峰慢慢向右偏移。Sb原子的半徑(0.159 nm)略大于Zn原子的半徑(0.138 nm),遠(yuǎn)大于氧原子半徑(0.073 nm),Sb原子進(jìn)入ZnO晶格后會(huì)造成原子間的相互擠壓,使得晶格間距增加。為了證實(shí)ZnO納米線中摻雜的Sb原子價(jià)態(tài)和含量,對(duì)樣品進(jìn)行了X射線光電子能譜(XPS)測(cè)試。圖3(曲線1-4)為XPS全譜圖,從中可以看出,樣品中只含有Zn、O、Sb和C幾種原子的譜峰。其中,C 1s峰來(lái)源于空氣中的碳表面吸附。在全譜圖中我們都觀察到了Sb的3d及4d峰,這表明Sb摻入到了ZnO納米線晶格中。特別地,我們對(duì)Sb的3d3/2峰進(jìn)行了精細(xì)掃描(圖4),可以看到,Sb的3d3/2峰可以用一個(gè)高斯峰擬合,且其對(duì)應(yīng)的峰位置在539.9 eV,是典型的Sb-O鍵的結(jié)合能,由此可見(jiàn),Sb元素成功的摻入到了ZnO納米線中,且為單一的Sb-O鍵結(jié)合。

為了證實(shí)ZnO納米線中摻雜的Sb原子價(jià)態(tài)和含量,對(duì)樣品進(jìn)行了X射線光電子能譜(XPS)測(cè)試。圖3(曲線1-4)為XPS全譜圖,從中可以看出,樣品中只含有Zn、O、Sb和C幾種原子的譜峰。其中,C 1s峰來(lái)源于空氣中的碳表面吸附。在全譜圖中我們都觀察到了Sb的3d及4d峰,這表明Sb摻入到了ZnO納米線晶格中。特別地,我們對(duì)Sb的3d3/2峰進(jìn)行了精細(xì)掃描(圖4),可以看到,Sb的3d3/2峰可以用一個(gè)高斯峰擬合,且其對(duì)應(yīng)的峰位置在539.9 eV,是典型的Sb-O鍵的結(jié)合能,由此可見(jiàn),Sb元素成功的摻入到了ZnO納米線中,且為單一的Sb-O鍵結(jié)合。圖4 不同摩爾比Sb摻雜ZnO納米線的Sb 3d3/2譜圖譜。


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