PDF《氧流量对热蒸发 ！＂# 法生长 纳米材料》

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IK 处有一很强 的绿色发光带! 随着氧流量的增加, 发光强度逐渐 减弱! 有关! $012 3, 纳米结构的蓝光或绿光发射峰形 成的发光机理, 有文献报道 [.,] 认为晶体缺陷导致! $

012 3, 的发绿光,晶体的缺陷带发射很可能归因于

01 空位、

3 空位以及 01$3 空位对! GO1FFB 等[.2] 提出 氧空位缺陷 ()3) 作为施主,受主是由镓和氧的空位 对()3, )01) 构成,施主上的一个电子和受主上的一 个空穴复合是!$012 3, 发蓝光或绿光的原因! 我们在高温条件下合成!$012 3, 纳米结构,很 容易形成大量的氧空位缺 ( )3 ) 以及镓和氧的空位 ,

2 ,

7 .. 期 马海林等:氧流量对热蒸发 :N;

法生长! $012 3, 纳米材料的结构及发光特性的影响 图!不同氧流量条件下制备的样品的 "#$ 照片 ())*;

图0不同氧流量下制备的样品的光致发光谱 对(!&,!1% )

2 在波长 !', 3* 紫外光 的激发下, 1%' &! 的价带电子被激发到导带上,在导带中自由 运动,最终弛豫到氧空位缺陷形成的施主带上, 与镓4氧空位对形成的受主带发生复合,从而发射绿 光 (图 , 所示)

2 随着氧流量的增加, 样品的

56 谱强 度逐渐减弱,说明氧流量的增加使样品中氧空位缺 陷减小, 导致发光强度减弱2 氧流量为 ' ())* 时, 形 成的!41%' &! 纳米带尺度较小、 比表面积较大, 容易 形成浓度很强的氧空位缺陷, 所以!41%' &! 纳米带 样品的发光强度最强2 图,样品的光致发光机理模型

0 ' !

7 物理学报,7 卷图!在氧气氛中 "##$退火 % & 后样品的光致发光比较图 为了进一步研究! '()% *+ 纳米结构的发光起源, 我们将所有样品在氧气氛中 "##$退火 % &,然后再 测其 ,- 谱,如图 ! 所示. 发现除了氧流量在 %# /001 下制备的样品的 ,- 谱发光强度几乎没有发生 变化外,其余样品的 ,- 谱发光强度均有所减弱. 我们认为在氧流量在 %# /001 时制备的! '()% *+ 纳米 晶样品,由于氧流量较高,样品中的氧空位缺陷浓 度接近饱和,即使将样品在氧气氛中 "##$退火 % & 后其氧空位缺陷浓度也基本不变,所以退火前后样 品的 ,- 强度几乎没有发生变化. 氧流量较低时制 备的另外三个样品中含有大量的氧空位缺陷,在氧 气氛中 "##$退火 % & 后, 样品中的氧空位缺陷浓度 大大减小,所以 ,- 强度显著下降. 从图 ! 可以看 出,在氧流量为 % /001 时制备的! '()% *+ 纳米带的 发光强度退火前后变化最大,这是因为纳米带的比 表面积大、 更容易形成氧空位缺陷,同时退火时与 氧复合也最强,导致退火前后发光强度变化也最 大. 这就进一步说明氧空位缺陷是! '()% *+ 纳米材 料发光主要原因.

23 结论用热蒸发

456 法在不同实验条件下制备了! ' ()% *+ 纳米结构,并研究了样品的室温荧光光谱. 研 究发现, 氧流量的不同导致氧化镓形貌的不同,较 低氧流量更有利于! '()% *+ 纳米带的形成,宽度小 于7## 81,长度有数微米;

氧流量较大时产物为大 量! '()% *+ 纳米晶粒,晶粒尺度在 9#―7:# 81. ,- 测试表明,氧空位缺陷使! '()% *+ 纳米结构在波长 :7!

81 处形成绿光发光带,且随着氧流量的逐渐增 加发光强度逐渐减弱. 在氧气氛中 "##$退火 % & 处 理后,发光强度减弱,进一步证实氧空位缺陷是! ' ()% *+ 纳米材料发光的主要因素. [7] ;