發(fā)布時(shí)間：2021-03-08 03:55

　　采用溶膠-凝膠法制備得到不同濃度Bi³⁺摻雜ZnO籽晶層,又進(jìn)一步采用水熱法合成了六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO納米棒。通過X線衍射（XRD）、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）、光致發(fā)光（PL）譜等測(cè)試手段對(duì)樣品結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試和表征。結(jié)果表明,在不同濃度Bi摻雜ZnO籽晶層上生長(zhǎng)納米ZnO薄膜,ZnO的晶體結(jié)構(gòu)沒有改變,均為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),且（002）晶面的峰強(qiáng)明顯高于其他晶面的峰強(qiáng)值;在FESEM電鏡觀察下發(fā)現(xiàn),不同摻雜濃度Bi摻雜ZnO籽晶層上水熱生長(zhǎng)的納米ZnO薄膜均為納米棒狀。PL光譜顯示隨著Bi摻雜量增加,樣品的近紫外發(fā)射峰和晶格缺陷峰等峰值明顯增大,且有紅移現(xiàn)象產(chǎn)生。其中禁帶寬度隨著Bi摻雜量的增大而減小,說明Bi³⁺可以有效地調(diào)節(jié)ZnO的禁帶寬度。 

【文章來源】：壓電與聲光. 2020,42(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同濃度Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)納米ZnO薄膜的XRD圖

圖2為不同濃度Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)納米ZnO薄膜的FESEM圖。由圖可看出,制備的不同濃度Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)納米ZnO薄膜呈均勻的納米棒狀,在其籽晶層摻雜Bi離子后未改變ZnO納米棒的微觀形貌。2.3 不同濃度Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)納米ZnO薄膜的光致發(fā)光(PL)分析

圖3為不同濃度Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)納米ZnO薄膜的光致發(fā)光(PL)光譜。由圖可知,不同濃度Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)納米ZnO在398.4 nm、452.1 nm和468.8 nm處出現(xiàn)3個(gè)主要的發(fā)光峰。其中,398.4 nm處為導(dǎo)帶與價(jià)帶引發(fā)的近紫外發(fā)射峰,可能是由于價(jià)帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶后,又躍遷回價(jià)帶與空穴復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光峰的產(chǎn)生[18-19];而452.1 nm和468.8 nm處的發(fā)光峰可能是由深能級(jí)晶格缺陷(鋅間隙和氧空位等)或電子從氧空位淺施主能級(jí)/間隙鋅到價(jià)帶頂或?qū)У椎戒\空位的淺受主能級(jí)的復(fù)合導(dǎo)致[20]。圖3中,Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)ZnO納米棒峰值與純ZnO籽晶層生長(zhǎng)ZnO納米棒峰值相比有一定程度的升高,這些變化可能是由于Bi3+提供大量的電子-空穴對(duì),即:電子從導(dǎo)帶躍遷到價(jià)帶成為價(jià)帶電子,從而在導(dǎo)帶中形成空穴。存在大量的價(jià)帶電子,價(jià)帶電子躍遷到導(dǎo)帶,又躍遷回價(jià)帶與空穴復(fù)合,從而導(dǎo)致PL發(fā)光峰增大。2.4 不同濃度Bi-ZnO籽晶層生長(zhǎng)納米ZnO薄膜的紫外-可見光譜(UV-vis)分析


本文編號(hào)：3070367