非催化剂法制备ZnO纳米线阵列的近带边高分辨变温光致发光性能研究  

Temperature dependent near-band-edge photoluminescence of catalyst-free ZnO thin nanowires epitaxially grown on a-plane sapphire

作　　者：谢涌[1] 介万奇[1] 王涛[1] 崔岩 高俊宁[1] 于晖[1] 王亚彬[1] 

机构地区：[1]西北工业大学材料学院,凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072 [2]西安黄河光伏科技股份有限公司,陕西西安710043

出　　处：《功能材料》2013年第8期1077-1080,共4页Journal of Functional Materials

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50872111,50902113,50902114);国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB610406);高等学校学科创新引智计划资助项目(B08040)

摘　　要：采用CVD法在a-面蓝宝石衬底上制备了ZnO籽晶层,然后在籽晶层上用碳热还原法制备了高质量的ZnO纳米线阵列。发现生长后的ZnO纳米线阵列具有良好的近带边发光性能,束缚激子发光峰半峰宽<500!eV。通过变温PL测试,确定3.37737eV的发光峰为自由激子发光,分别通过Vina模型和Vashni模型对其进行拟合,发现在60K以下Vashni模型的拟合相当好,而在60～150K,Vina模型的拟合效果更优。3.29eV处的峰为DAP峰,计算可得样品中的施主浓度为1.8×1018cm-3。Catalyst-free ZnO thin nanowires were epitaxially grown on a-plane sapphire using a seed layer.X-ray diffraction and temperature dependent temperature photoluminescence（PL） measurements confirm the desired epitaxial relationship and very high crystalline and optical quality.The luminescent peak at 3.37737eV was assigned to be free exciton luminescence by temperature dependent PL,Vashni model fitted well of the peak shift of the free exciton while from 60K to 150K Vina model fitted better.Through the donor-accepter pair peak at 3.29eV,the net donor carrier concentration was calculated to be 1.8×1018 cm-3,which fairly comparable to other electrical measurement.

关 键 词：ZNO 纳米线 光致发光 自由激子 束缚激子 X射线衍射 

分 类 号：TB34[一般工业技术—材料科学与工程]