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Fe, Co共掺杂ZnO薄膜结构及发光特性研究

张丽 徐明 余飞 袁欢 马涛

Fe, Co共掺杂ZnO薄膜结构及发光特性研究

张丽, 徐明, 余飞, 袁欢, 马涛
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  • 采用溶胶凝胶法在玻璃衬底上制备了Fe, Co共掺Zn0.9FexCo0.1-xO (x=0, 0.03, 0.05, 0.07)系列薄膜. 通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和光 致发光(PL)谱对薄膜样品的表面形貌、晶体结构、成分和光学性能进行了研究. XRD结果表明所有ZnO薄膜样品都呈六方纤锌矿结构, 在样品中没有观察到与Fe和Co相关的团簇, 氧化物及其他杂相的衍射峰, 表明共掺杂改善了Fe或Co在ZnO的分散性. XPS测试结果揭示样品中Co离子的价态为+2价; Fe离子的价态为+2价和+3价共存, 但Fe相对浓度的增大导致Fe3+含量增加. 所有样品的室温光致发光谱(PL)均观察到紫外发光峰和蓝光双峰, 其中Fe, Co共掺ZnO薄膜的紫外发光峰较本征ZnO 出现蓝移, 蓝光双峰峰位没有变化, 但发光强度有所减弱; 而掺杂ZnO薄膜的绿光发光峰几乎消失. 最后, 结合微结构和成分分析对薄膜样品的发光机理进行了讨论.
    • 基金项目: 四川省学术和技术带头人培养基金(批准号: 25727501)、西南民族大学研究生学位点建设项目(批准号: 2012XWD-S0805)和西南民族大学 研究生创新型科研项目(批准号: CX2013SZ03)资助的课题.
    [1]

    Wolf S A, Awschalom D D, Buhrman R, Daughton J M, Molnar S, Roukes M L, Chtchelkanova A Y, Treger D M 2001 Science 294 1488

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-18
  • 修回日期:  2012-08-17
  • 刊出日期:  2013-01-05

Fe, Co共掺杂ZnO薄膜结构及发光特性研究

  • 1. 西南民族大学电气信息工程学院和信息材料四川省重点实验室, 成都 610041
    基金项目: 

    四川省学术和技术带头人培养基金(批准号: 25727501)、西南民族大学研究生学位点建设项目(批准号: 2012XWD-S0805)和西南民族大学 研究生创新型科研项目(批准号: CX2013SZ03)资助的课题.

摘要: 采用溶胶凝胶法在玻璃衬底上制备了Fe, Co共掺Zn0.9FexCo0.1-xO (x=0, 0.03, 0.05, 0.07)系列薄膜. 通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和光 致发光(PL)谱对薄膜样品的表面形貌、晶体结构、成分和光学性能进行了研究. XRD结果表明所有ZnO薄膜样品都呈六方纤锌矿结构, 在样品中没有观察到与Fe和Co相关的团簇, 氧化物及其他杂相的衍射峰, 表明共掺杂改善了Fe或Co在ZnO的分散性. XPS测试结果揭示样品中Co离子的价态为+2价; Fe离子的价态为+2价和+3价共存, 但Fe相对浓度的增大导致Fe3+含量增加. 所有样品的室温光致发光谱(PL)均观察到紫外发光峰和蓝光双峰, 其中Fe, Co共掺ZnO薄膜的紫外发光峰较本征ZnO 出现蓝移, 蓝光双峰峰位没有变化, 但发光强度有所减弱; 而掺杂ZnO薄膜的绿光发光峰几乎消失. 最后, 结合微结构和成分分析对薄膜样品的发光机理进行了讨论.

English Abstract

参考文献 (57)

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