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碳泡沫衬底上氮化铝纳米线的生长及其光致发光特性研究

程赛 吕惠民 石振海 崔静雅

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碳泡沫衬底上氮化铝纳米线的生长及其光致发光特性研究

程赛, 吕惠民, 石振海, 崔静雅

Growth and photoluminescence character research of aluminum nitride nanowires upon carbon foam substrate

Cheng Sai, Lü Hui-Min, Shi Zhen-Hai, Cui Jing-Ya
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  • 为了简化了AlN/C复合泡沫材料的制备流程, 本文采用复分解反应法制备AlN纳米材料, 并通过800℃退火处理使其在碳泡沫衬底上重结晶为六方相AlN纳米线. 通过形貌表征测试, 纳米线为表面光滑的长直形圆柱体, 直径约50 nm, 长度10 m以上, 在碳微球表面沿[001]方向生长. 同时, 采用VLS生长机理对纳米线的生长进行了解释. 对样品光致发光谱的研究表明, 中心波长423 nm处存在一尖锐发光峰且随温度升高发生明显的红移现象, 系C替N杂质能级跃迁发光所致. 样品在紫光波段具有良好的光致发光特性, 有望应用于光探测器领域.
    To simplify preparation process of AlN/C composite foam, AlN nanomaterials are prepared via double decomposition reaction and then 800℃ annealing process to recrystallize hexagonal AlN (h-AlN) nanowires on carbon foam substrate. Fore the morphology characterization it follows that, h-AlN nanowires with straight cylindrical morphology grow along the [001]direction on carbon microspheres surface and are about 50 nm in diameter and several micrometers in length. Meanwhile, the growth mechanism of nanowire is interpreted as vapor-liquid-solid(VLS) process. The photoluminescence(PL) spectrum of as-prepared sample also researched, and the results show that a sharp photoluminescence peak appears at 423 nm and shifts toward the red side with temperature increasing. The peak is attributed to the transition luminescence, owing to the substitution of C for N impurity energy level. The sample has good PL character in purple light band and is potential to be used the in photodetector field.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11074200)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11074200).
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-14
  • 修回日期:  2011-11-03
  • 刊出日期:  2012-06-05

碳泡沫衬底上氮化铝纳米线的生长及其光致发光特性研究

  • 1. 西安理工大学应用物理系, 西安 710048;
  • 2. 西安理工大学应用化学系, 西安 710048
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11074200)资助的课题.

摘要: 为了简化了AlN/C复合泡沫材料的制备流程, 本文采用复分解反应法制备AlN纳米材料, 并通过800℃退火处理使其在碳泡沫衬底上重结晶为六方相AlN纳米线. 通过形貌表征测试, 纳米线为表面光滑的长直形圆柱体, 直径约50 nm, 长度10 m以上, 在碳微球表面沿[001]方向生长. 同时, 采用VLS生长机理对纳米线的生长进行了解释. 对样品光致发光谱的研究表明, 中心波长423 nm处存在一尖锐发光峰且随温度升高发生明显的红移现象, 系C替N杂质能级跃迁发光所致. 样品在紫光波段具有良好的光致发光特性, 有望应用于光探测器领域.

English Abstract

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