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MgZnO/ZnO异质结构的发光性质研究

吴春霞 , 吕有明 , 李炳辉 , 赵东旭 , 刘益春 , 申德振 , 张吉英 , 范希武

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.06.003

本文利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)技术在蓝宝石 (Al2O3) 衬底上生长了Mg0.12Zn0.88O(100nm)/ZnO (20nm) /Mg0.12Zn0.88O (40nm) 异质结构,测得样品的X射线衍射谱表明,在34.56°的位置出现很强的(002)方向衍射峰,其半高宽度为0.20°,比Mg0.12Zn0.88O合金薄膜的半高宽度0.15°明显展宽.通过光致发光谱研究了MgZnO/ZnO/MgZnO异质结构的光学性质,室温下测得在370nm(3.35eV)位置有很强的紫外发光,而在348nm (3.56eV)的位置处有一个较弱的发光,这两个峰分别被归结于来自ZnO层和MgZnO盖层的发光.室温下的吸收光谱中,在上述两个峰的位置附近分别存在很明显的吸收,指示了带边吸收来自于MgZnO和ZnO两种材料.通过变温发光谱研究了异质结构中载流子弛豫、复合的规律.随着温度增加,来自于ZnO层和MgZnO层的发光强度比增加,这归结为MgZnO/ZnO异质结构存在界面势垒所致.

关键词: ZnO/MgZnO异质结构 , P-MBE , 光致发光谱

MgxZn1-xO单晶薄膜的分子束外延生长及结构表征

吴春霞 , 吕有明 , 李炳辉 , 赵东旭 , 刘益春 , 申德振 , 张吉英 , 范希武

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.04.024

用等离子辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在蓝宝石c-平面上外延生长了MgxZn1-xO合金薄膜.在0≤x≤0.2范围内MgxZn1-xO薄膜保持着六角纤锌矿结构不变.原位反射式高能电子衍射图样和X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜.随着x值逐渐增大,Mg2+离子逐渐进入ZnO的晶格,X射线双晶衍射测得样品的(002)取向的半高宽度从0.249°增加到0.708°,表明结晶质量逐渐下降,(002)方向的X射线衍射峰向大角度方向移动,晶格常数c由5.205(A)减小到5.185(A).透射光谱的结果表明,合金薄膜的吸收边随着Mg离子的掺入逐渐向高能侧移动,室温光致发光谱出现很强的紫外发光(NBE)峰,没有观察到深能级(DL)发射,且随着Mg掺入量的增加,紫外发光峰有明显的蓝移,这与透射光谱的结果是相吻合的.

关键词: MgxZn1- xO , P- MBE , X射线双晶衍射 , 光致发光

ZnO纳米结构晶体质量对其表面润湿性的影响

张帆 , 周明 , 吴春霞 , 张伟 , 陈谦

材料导报

利用化学气相沉积法(CVD)在镀有Au(10nm)膜的石英衬底上通过控制O2流量制备不同形貌的纳米结构ZnO,通过X射线衍射(XRD)和变温光致发光谱研究晶体缺陷对ZnO表面润湿性能的影响.结果表明,除表面粗糙度之外,高密度的缺陷对样品表面润湿性能也有很重要的影响,尤其是氧空位缺陷对吸收羟基有利,能够降低ZnO表面自由能,提高其疏水性能.

关键词: 氧化锌 , 氧分压 , 光致发光 , 润湿性

氧分压对化学气相沉积法合成ZnO纳米结构形貌的影响

冯程程 , 周明 , 吴春霞 , 马伟伟 , 李刚 , 蔡兰

人工晶体学报

本文利用化学气相沉积(CVD)法在镀有Au(10 nm)膜的单晶Si(100)上制备了ZnO薄膜,并研究了不同的氧分压对ZnO形貌的影响.借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、结晶质量和晶体生长取向进行了表征.结果表明:当O2分压较小的时候,O2只能与Zn团簇的某些界面发生反应并逐渐结晶生成层状的ZnO微米团簇.当 O2分压较大的时候,ZnO通过二次生长形成由微米柱阵列和表面无序纳米线构成的分层复合结构,并且表面纳米线的密度随着氧分压的增加而增加.高分辨透射电镜(HRTEM)和选取电子衍射(SAED)分析表明,单根纳米线是沿[001]方向生长的ZnO单晶.

关键词: 氧化锌 , 化学气相沉积法 , 氧分压 , 二次生长

定向生长碳纳米管阵列的制备及其应用研究进展

周小康 , 周明 , 吴春霞 , 袁润

材料导报

碳纳米管在力、热、光、电等方面都显示出独特的性质,受到众多领域专家的广泛关注,而定向生长的碳纳米管阵列的获得具有更深远的科学意义.详细介绍了国内外定向生长碳纳米管阵列的制备方法,重点阐述了化学气相沉积法(CVD)的制备流程和生长机理以及其工艺参数对生成碳管阵列的影响.简要论述了碳纳米管阵列在几个典型应用领域的研究进展.

关键词: 碳纳米管 , 定向 , 制备方法 , 化学气相沉积 , 工艺参数

生长温度和化学剂量比对MgZnO合金薄膜相结构的影响

吴春霞 , 申德振 , 范希武

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2008.06.005

利用等离子辅助分子束外延技术,在蓝宝石c-平面上外延生长了ZnO单晶薄膜.原位反射式高能电子衍射结果表明,在650℃时样品为平整的表面.但X射线衍射测量表明,在此温度下添加Mg源生长的MgxZn1-xO合金薄膜,随Mg量的增加很快经历了六角相-混合相-立方相的相结构转变,这与扫描电子显微照片的直观结果相对应.分析指出该结果是由生长温度和Ⅱ、Ⅵ族元素的化学剂量比共同决定的.

关键词: 等离子辅助分子束外延 , MgZnO合金 , 原位反射式高能电子衍射 , X射线光电子能谱

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