Bi催化生长ZnO纳米线及其发光性能
需积分: 0 187 浏览量
2020-03-01
11:09:24
上传
评论
收藏 1.17MB PDF 举报
http://www.paper.edu.cn
- 1 -
中国科技论文在线
Bi 催化生长 ZnO 纳米线及其发光性能
#
周阳
1
，韩祥云
2
，高义华
1**
基金项目：教育部博士点基金（20070487038）；国家自然科学基金（10774053）；教育部启动基金（20081288）
作者简介：周阳（1985-），男，硕士，物理电子学
通信联系人：高义华（1969-），男，教授，纳米材料与器件. E-mail: gaoyihua@mail.hust.edu.cn
（1. 华中科技大学国家光电实验室-光电学院，武汉 430074；
2. 华中科技大学物理学院，武汉 430074）
摘要：利用 Bi 作为催化剂，在 400°C 的低温条件下，通过 CVD 法成功制备了六角结构的
ZnO 纳米线。X 射线衍射仪（XRD）证实纳米线中除了包含 ZnO 外还有 Bi；扫描电镜(SEM)
表征了不同温度和氧分压下纳米线微观形貌，通过对生长机理的研究证实了 Bi 对 ZnO 纳米
线生长起关键作用；能谱仪(EDS)表明 ZnO 纳米线的元素组成为 Zn、O 和 Bi；光谱仪（PL）
的测试发现，与 Au 催化生长的 ZnO 纳米线相比，样品在绿光区发射峰的红移至 571.9nm。
关键词： ZnO 纳米线；Bi 催化剂；CVD 法；光谱红移
中图分类号：O469
Investigation on the photoluminescence performance of Bi
catalyzed ZnO nanowire
ZHOU Yang
1
, HAN Xiangyun
2
, GAO Yihua
1
(1. Wuhan National Laboratory for Optoelectronics - College of Optoelectronics, Huazhong
University of Science and Technology, Wuhan 430074;
2. Huazhong University of Science and Technology,College of Physics,Wuhan 430074)
Abstract: ZnO nanowires have been prepared using Bi as cataylist through a CVD method at the
temperature as low as 400 °C. The X-ray diffraction result verifies that the nanowires contain Bi
besides ZnO. Scanning electron microscopy analyses were used to characterize the micromorphologies
of samples fabricated at different temperature and O2 pressure.The research on the growth mechanism
of ZnO nanowires confirmed that Bi played a key role in this process Energy dispersive spectrometer
indicate that the ZnO nanowires containes of Zn,O and Bi. The photoluminescence spectrum centred at
571.9 nm shows the red shift comparing to the ZnO nanowires prepared using Au as cataylist.
Key words: ZnO nanowire ; Bi catalysis; CVD; red shift
0 引言
最近几年，ZnO 纳米材料的研究引起了人们的广泛关注，由于 ZnO 在室温下是宽禁带、
直接带隙半导体，带隙宽度为 3.37eV，且有较大的激子束缚能(60meV)，且 ZnO 纳米线具
有很优良的电学、热学和机械性能，因此 ZnO 纳米器件的开发和应用被人们广为关注
[1]
。
但是目前通过 CVD 法制备的 ZnO 纳米材料的生长温度较高（一般都高于 500°C），而且几
乎都是通过 Au 作为催化剂来进行生长的。这种条件下，高温引起的热转移
[2]
将对纳米材料
的尺寸和位置造成严重影响从而不利于纳米器件的制作。另一方面对价格昂贵的催化剂 Au
的过分依赖，也将在一定范围内限制 ZnO 器件的发展。因此，寻找在低温环境下，能够催
化生长 ZnO 纳米线的材料有着重大意义的
[3-5]
。
由于金属 Bi 的熔点较低（271.5°C），且和 Zn 有较好的共熔性，因此具备替代 Au 作
为 ZnO 纳米线生长催化剂的潜力。本文报道了在 400°C 的低温条件下，通过 BiI
3
作为催化
剂，在 Si 衬底上生长 ZnO 纳米线的方法，并对生长条件和纳米线的光学性能进行了研究。
评论0
最新资源