Sn 掺杂ZnO 纳米针的结构及其生长机制

王杰 庄惠照 薛成山 李俊林 徐鹏

引用本文: 王杰, 庄惠照, 薛成山, 李俊林, 徐鹏. Sn 掺杂ZnO 纳米针的结构及其生长机制[J]. 物理化学学报, 2010, 26(10): 2840-2844. doi: 10.3866/PKU.WHXB20101024 shu
Citation:  WANG Jie, ZHUANG Hui-Zhao, XUE Cheng-Shan, LI Jun-Lin, XU Peng. Structure and Formation Mechanism of Sn-Doped ZnO Nanoneedles[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2010, 26(10): 2840-2844. doi: 10.3866/PKU.WHXB20101024 shu

Sn 掺杂ZnO 纳米针的结构及其生长机制

  • 基金项目:

    国家自然科学基金重大研究项目(90201025, 90301002)资助 (90201025, 90301002)

摘要:

利用包括磁控溅射和热氧化的两步法在Si(111) 衬底上制备了Sn 掺杂ZnO 纳米针. 首先用磁控溅射法在Si(111) 衬底上制备Sn:Zn 薄膜, 然后在650oC的Ar 气氛中对薄膜进行热氧化, 制备出Sn 掺杂ZnO 纳米针. 样品的结构、成分和光学性质采用X 射线衍射(XRD) 、扫描电子显微镜(SEM) 、透射电子显微镜(TEM) 、高分辨透射电子显微镜(HRTEM) 、能量散射X 射线(EDX) 谱和光致发光(PL) 光谱等技术手段进行分析. 结果表明, 制备的样品为具有六方纤锌矿结构的单晶Sn 掺杂ZnO 纳米针, Sn 掺杂量为2.5%(x, 原子比), 底部和头部直径分别为200-500 nm 和40 nm, 长度为1-3 μm, 结晶质量较高. 室温光致发光光谱显示紫外发光峰比纯ZnO 的发光峰稍有蓝移, 这可归因于能谱分析中探测到的Sn 的影响. 基于本实验的实际条件, 简单探讨了Sn 掺杂ZnO 纳米针的生长机制.

English

    1. [1]

      1. Iijima, S. Nature, 1991, 354: 56

      1. Iijima, S. Nature, 1991, 354: 56

    2. [2]

      2. Pan, Z. W.; Dai, Z. R.;Wang, Z. L. Science, 2001, 291: 19472. Pan, Z. W.; Dai, Z. R.;Wang, Z. L. Science, 2001, 291: 1947

    3. [3]

      3. Yang, J. H.; Zheng, J. H.; Zhai, H. J.; Yang, X. M.; Yang, L. L.; Liu, Y.; Lang, J. H.; Gao, M. J. Alloy. Compd., 2010, 489: 513. Yang, J. H.; Zheng, J. H.; Zhai, H. J.; Yang, X. M.; Yang, L. L.; Liu, Y.; Lang, J. H.; Gao, M. J. Alloy. Compd., 2010, 489: 51

    4. [4]

      4. Qi, J. J.; Yang, Y.; Liao, Q. L.; Huang, Y. H.; Liu, J.; Zhang, Y. Acta Phys. -Chim. Sin., 2009, 25: 1721 [齐俊杰, 杨亚,廖庆 亮, 黄运华,刘娟,张跃.物理化学学报, 2009, 25: 1721]4. Qi, J. J.; Yang, Y.; Liao, Q. L.; Huang, Y. H.; Liu, J.; Zhang, Y. Acta Phys. -Chim. Sin., 2009, 25: 1721 [齐俊杰, 杨亚,廖庆 亮, 黄运华,刘娟,张跃.物理化学学报, 2009, 25: 1721]

    5. [5]

      5. Xing, Y. J.; Xi, Z. H.; Zhang, X. D.; Song, J. H.; Wang, R. M.; Xu, J.; Xue, Z. Q.; Yu, D. P. Appl. Phys. A, 2005, 80: 15275. Xing, Y. J.; Xi, Z. H.; Zhang, X. D.; Song, J. H.; Wang, R. M.; Xu, J.; Xue, Z. Q.; Yu, D. P. Appl. Phys. A, 2005, 80: 1527

    6. [6]

      6. Ren, X. L.; Han, D.; Chen, D.; Xia, H. L.; Wang, D.; Tang, F. Q. Acta Phys. -Chim. Sin., 2005, 21: 1419 [任湘菱,韩冬, 陈东,夏海龙, 王冬, 唐芳琼.物理化学学报, 2005, 21: 1419]6. Ren, X. L.; Han, D.; Chen, D.; Xia, H. L.; Wang, D.; Tang, F. Q. Acta Phys. -Chim. Sin., 2005, 21: 1419 [任湘菱,韩冬, 陈东,夏海龙, 王冬, 唐芳琼.物理化学学报, 2005, 21: 1419]

    7. [7]

      7. Wang, X. D.; Ding, Y.; Summers, C. J.;Wang, Z. L. J. Phys. Chem. B, 2004, 108: 87737. Wang, X. D.; Ding, Y.; Summers, C. J.;Wang, Z. L. J. Phys. Chem. B, 2004, 108: 8773

    8. [8]

      8. Liu, D. F.; Xiang, Y. J.; Zhang, Z. X.;Wang, J. X.; Gao, Y.; Song, L.; Liu, L. F.; Dou, X. Y.; Zhao, X. W.; Luo, S. D.; Wang, C. Y.; Zhou, W. Y.; Wang, G.; Xie, S. S. Nanotechnology, 2005, 16: 26658. Liu, D. F.; Xiang, Y. J.; Zhang, Z. X.;Wang, J. X.; Gao, Y.; Song, L.; Liu, L. F.; Dou, X. Y.; Zhao, X. W.; Luo, S. D.; Wang, C. Y.; Zhou, W. Y.; Wang, G.; Xie, S. S. Nanotechnology, 2005, 16: 2665

    9. [9]

      9. Park, W. I.; Yi, G. C.; Kim, M.; Pennycook, S. J. Advanced Materials, 2002, 14: 18419. Park, W. I.; Yi, G. C.; Kim, M.; Pennycook, S. J. Advanced Materials, 2002, 14: 1841

    10. [10]

      10. Gao, P. X.; Wang, Z. L. Appl. Phys. Lett., 2004, 84: 288310. Gao, P. X.; Wang, Z. L. Appl. Phys. Lett., 2004, 84: 2883

    11. [11]

      11. Yousefi, R.; Kamaluddin, B. Applied Surface Science, 2009, 255: 937611. Yousefi, R.; Kamaluddin, B. Applied Surface Science, 2009, 255: 9376

    12. [12]

      12. Lin, D. D.; Wu, H.; Pan, W. Advanced Materials, 2007, 19: 396812. Lin, D. D.; Wu, H.; Pan, W. Advanced Materials, 2007, 19: 3968

    13. [13]

      13. Pan, G. H.; Zhang, Q. F.; Zhang, J. Y.; Wu, J. L. Acta Phys. -Chim. Sin., 2006, 22: 1431 [潘光虎,张琦锋, 张俊艳,吴锦雷.物理化 学学报, 2006, 22: 1431]13. Pan, G. H.; Zhang, Q. F.; Zhang, J. Y.; Wu, J. L. Acta Phys. -Chim. Sin., 2006, 22: 1431 [潘光虎,张琦锋, 张俊艳,吴锦雷.物理化 学学报, 2006, 22: 1431]

    14. [14]

      14. Liu, J.; Zhang, Y.; Qi, J. J.; He, J.; Huang, Y. H.; Zhang, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin., 2006, 22: 38 [刘娟,张跃,齐俊杰, 贺建,黄运华, 张晓梅. 物理化学学报, 2006, 22: 38]14. Liu, J.; Zhang, Y.; Qi, J. J.; He, J.; Huang, Y. H.; Zhang, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin., 2006, 22: 38 [刘娟,张跃,齐俊杰, 贺建,黄运华, 张晓梅. 物理化学学报, 2006, 22: 38]

    15. [15]

      15. Chen, H. S.; Qi, J. J.; Huang, Y. H.; Liao, Q. L.; Zhang, Y. Acta Phys. -Chim. Sin., 2007, 23: 55 [陈红升, 齐俊杰,黄运华,廖庆 亮,张跃.物理化学学报, 2007, 23: 55]15. Chen, H. S.; Qi, J. J.; Huang, Y. H.; Liao, Q. L.; Zhang, Y. Acta Phys. -Chim. Sin., 2007, 23: 55 [陈红升, 齐俊杰,黄运华,廖庆 亮,张跃.物理化学学报, 2007, 23: 55]

    16. [16]

      16. Wei, Q.; Li, M. K.; Yang, Z.; Cao, L.; Zhang,W.; Liang, H. W. Acta Phys. -Chim. Sin., 2008, 24: 793 [魏强,李梦轲, 杨志, 曹璐,张威, 梁红伟.物理化学学报, 2008, 24: 793]16. Wei, Q.; Li, M. K.; Yang, Z.; Cao, L.; Zhang,W.; Liang, H. W. Acta Phys. -Chim. Sin., 2008, 24: 793 [魏强,李梦轲, 杨志, 曹璐,张威, 梁红伟.物理化学学报, 2008, 24: 793]

    17. [17]

      17. Yang, Y.; Qi, J. J.; Zhang, Y.; Liao, Q. L.; Tang, L. D.; Qin, Z. Applied Physics Letters, 2008, 92: 18311717. Yang, Y.; Qi, J. J.; Zhang, Y.; Liao, Q. L.; Tang, L. D.; Qin, Z. Applied Physics Letters, 2008, 92: 183117

    18. [18]

      18. Deng, R.; Zhang, X. T.; Zhang, E.; Liang, Y.; Liu, Z.; Xu, H. Y.; Hark, S. K. J. Phys. Chem. C, 2007, 111: 1301318. Deng, R.; Zhang, X. T.; Zhang, E.; Liang, Y.; Liu, Z.; Xu, H. Y.; Hark, S. K. J. Phys. Chem. C, 2007, 111: 13013

    19. [19]

      19. Su, Y.; Li, L.; Chen, Y. Q.; Zhou, Q. T.; Gao, M.; Chen, Q.; Feng, Y. Journal of Crystal Growth, 2009, 311: 246619. Su, Y.; Li, L.; Chen, Y. Q.; Zhou, Q. T.; Gao, M.; Chen, Q.; Feng, Y. Journal of Crystal Growth, 2009, 311: 2466

    20. [20]

      20. Li, S. Y.; Lin, P.; Lee, C. Y.; Tseng, T. Y.; Huang, C. J. J. Phys. D- Appl. Phys., 2004, 37: 227420. Li, S. Y.; Lin, P.; Lee, C. Y.; Tseng, T. Y.; Huang, C. J. J. Phys. D- Appl. Phys., 2004, 37: 2274

    21. [21]

      21. Fang, X. S.; Ye, C. H.; Zhang, L. D.; Li, Y.; Xiao, Z. D. Chemistry Letters, 2005, 34: 43621. Fang, X. S.; Ye, C. H.; Zhang, L. D.; Li, Y.; Xiao, Z. D. Chemistry Letters, 2005, 34: 436

    22. [22]

      22. Ortega, Y.; Fern佗ndez, P.; Piqueras, J.; Piqueras, J. Nanotechnology, 2007, 18: 11560622. Ortega, Y.; Fern佗ndez, P.; Piqueras, J.; Piqueras, J. Nanotechnology, 2007, 18: 115606

    23. [23]

      23. Bougrine, A.; Hichou, A. E.; Addou, M.; Ebothe, J.; Kachouane, A.; Troyon, M. Mater. Chem. Phys., 2003, 80: 43823. Bougrine, A.; Hichou, A. E.; Addou, M.; Ebothe, J.; Kachouane, A.; Troyon, M. Mater. Chem. Phys., 2003, 80: 438

    24. [24]

      24. Wang, D. X.; Zhuang, H. Z.; Xue, C. S.; Shen, J. B.; Liu, H. Materials Letters, 2009, 63: 37024. Wang, D. X.; Zhuang, H. Z.; Xue, C. S.; Shen, J. B.; Liu, H. Materials Letters, 2009, 63: 370

    25. [25]

      25. Panda, S. K.; Singh, N.; Pal, S.; Jacob, C. J. Mater. Sci.-Mater. Electron., 2009, 20: 771

      25. Panda, S. K.; Singh, N.; Pal, S.; Jacob, C. J. Mater. Sci.-Mater. Electron., 2009, 20: 771

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  • 发布日期:  2010-09-27
  • 收稿日期:  2010-06-27
  • 网络出版日期:  2010-09-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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