溶胶-凝胶法制备的MgxZn1-xO纳米薄膜结构和光学性质

高等学校化学学报 ›› 2003, Vol. 24 ›› Issue (10): 1830.

溶胶-凝胶法制备的Mg_xZn_1-xO纳米薄膜结构和光学性质

李金华¹, 张昕彤^2,3, 刘益春^1,2, 郭薇³, 白玉白³, 李铁津³

1. 东北师范大学理论物理研究所, 长春 130024;
2. 中国科学院激发态物理重点实验室, 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130021;
3. 吉林大学化学学院, 长春 130023

收稿日期:2002-03-29 出版日期:2003-10-24 发布日期:2003-10-24
通讯作者: 刘益春(1963年出生),男,博士,研究员,博士生导师,从事ZnO材料的制备、物性及紫外发射光电子器件的研究.
基金资助:
国家自然科学基金(批准号:60176003)资助

Structural and Optical Properties of Mg_xZn_1-xO Nanofilms Prepared by Sol-gel Method

LI Jin-Hua¹, ZHANG Xin-Tong^2,3, LIU Yi-Chun^1,2, GUO Wei³, BAI Yu-Bai³, LI Tie-Jin³

1. Institute of Theoretical Physics, Northeast NormaLUniversity, Changchun 130024, China;
2. Key Lab of Excited State Process of Chinese Academy of Sciences, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Changchun 130021, China;
3. Colloge of Chemistry, Jilin University, Changchun 130023, China

Received:2002-03-29 Online:2003-10-24 Published:2003-10-24

摘要/Abstract

摘要： 用溶胶-凝胶法制备了不同组分的Mg_xZn_1-xO薄膜.X射线衍射结果表明,薄膜为具有六角纤锌矿结构的纳米薄膜,晶粒尺寸3～5nm,随着Mg进入ZnO晶格,其晶格常数变小.紫外-可见吸收光谱表明,随着Mg含量的增加带隙变宽,自由激子吸收峰明显蓝移.室温光致发光光谱由很强的且与氧空位相关的深能级缺陷发光和较弱的紫外激子发光组成,激子发光强度和缺陷发光强度比随x的增大而减小,表明Mg原子进入ZnO晶格会引起深能级缺陷的增加.Mg_0.03Zn_0.97O薄膜经700℃热氧化后,紫外与可见发光强度比达到30.

关键词: 溶胶-凝胶法, Mg_xZn_1-xO纳米薄膜, X射线衍射, 光致发光

Abstract: Nanofilms of Mg_xZn_1-xO with different Mg contents were fabricated by sol-gel method.The XRD spectra indicated that the films were hexagonal wurtzite structure with 3-5 nm grain size and the lattice constant of Mg _xZn_1-xO gradually decreased with increasing Mg content.The UV-Vis absorption spectra showed that the band gap energy increased and the exciton peak had an obvious blue-shift with increasing Mg content.The strong deep level emission demonstrated that oxygen vacancy increased with the content of Mg atoms entering ZnO lattice.To obtain high quality Mg_xZn_1-xO thin films, Mg_0.03Zn_0.97O film was annealed at 700℃ in oxygen ambient.The UV-Vis absorption spectrum and the PLspectrum demonstrated that high quality films could be obtained by annealing.

Key words: Sol-gel method, Mg_xZn_1-xO nanofilms, XRD, Photoluminescence

中图分类号:

O614.24

TrendMD:

李金华, 张昕彤, 刘益春, 郭薇, 白玉白, 李铁津. 溶胶-凝胶法制备的Mg_xZn_1-xO纳米薄膜结构和光学性质. 高等学校化学学报, 2003, 24(10): 1830.

LI Jin-Hua, ZHANG Xin-Tong, LIU Yi-Chun, GUO Wei, BAI Yu-Bai, LI Tie-Jin . Structural and Optical Properties of Mg_xZn_1-xO Nanofilms Prepared by Sol-gel Method. Chem. J. Chinese Universities, 2003, 24(10): 1830.

[1]	蒋小康, 周琦, 周恒为. Gd₂ZnTiO₆∶Dy³⁺, Eu³⁺单基质白光荧光粉的制备与发光性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220029.
[2]	周永辉, 李尧, 吴雨轩, 田晶, 徐龙权, 费旭. 一种新型光致发光自愈合水凝胶的合成[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210606.
[3]	李义山, 郭亮, 彭思凡, 张庆茂, 张瑜皓, 徐诗淇. 钴掺杂锰酸镧光催化剂的第一性原理与可见光响应光催化性能研究[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1881.
[4]	韩延东, 韩明勇, 杨文胜. 溶胶-凝胶法构筑介孔二氧化硅纳微结构[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 965.
[5]	梁龙琪, 陈彩玲, 于影, 李雨昕, 李春光, 施展. 氨基酸包覆的YVO₄∶Eu纳米粒子的合成、发光及细胞成像性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(3): 425.
[6]	韩洪晶,葛芹,陈彦广,王海英,赵宏志,王怡真,张亚男,邓冀童,宋华,张梅. Ca₁_-xPr_xFeO₃催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(2): 331.
[7]	张书铭, 罗建辉, 夏碧波, 李远洋, 何玫莹, 江波. 溶胶-凝胶法制备超亲水型低折射率膜层材料[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(6): 1342.
[8]	嵇天浩, 田颜清. 卤化钙钛矿型纳米晶的光学性能及应用研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(6): 1113.
[9]	孙日勇, 陈泽宇, 叶艳春, 陈明先, 唐怀军, 王凯民, 汪正良. 六氟磷酸二(2-苯基吡啶)(2,2'-联噻唑)合铱(Ⅲ)的合成及在中性/暖白光二极管中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(5): 869.
[10]	张丹, 于金海, 李冬泽, 周淼, 张颖. 近红外Ag₂S量子点的合成及在生物成像中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(4): 623.
[11]	罗健辉, 杨洁, 李远洋, 贺利鹏, 江波. 双球状双亲纳米SiO₂粒子的合成[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(10): 2170.
[12]	杨涛, 程铁欣, 周广栋. Ag⁺,Sr²⁺,Yb³⁺双掺杂对Ca₃ Co₄ O_9-δ热电性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(8): 1309.
[13]	杨涛, 程铁欣, 周广栋. Ag/Yb掺杂对Ca₃Co_3.9Cu_0.1O₉_-δ热电性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(3): 335.
[14]	倪洁, 魏恒勇, 卜景龙, 刘会兴, 崔燚, 吕东风, 魏颖娜, 张利芳. 氨气还原氮化法制备有序介孔TiN粉体及其电化学性能[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(3): 355.
[15]	何玫莹, 罗健辉, 杨博文, 夏碧波, 李远洋, 张书铭, 江波. 溶胶-凝胶法制备疏水型超低折射率膜层材料[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(11): 2077.