Ag掺杂ZnO微纳米结构的制备及发光特性

摘要

采用微波水热法在80～140℃的生长温度下合成了一系列银（Ag）掺杂的氧化锌（ZnO）样品，掺杂液中Ag⁺质量分数分别为0、0.2%、0.5%和1%,并采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、室温荧光（PL）等方法详细研究了Ag的掺杂对ZnO的结构、形貌和光学性能的影响。XRD结果显示，在低温条件下，高浓度Ag掺杂的ZnO结晶质量最好，而在高温条件下，纯ZnO的结晶质量优于Ag掺杂样品；SEM结果表明，ZnO为空心纳米结构，纯ZnO样品随着温度的升高，样品的形貌由中空的棒状结构逐渐转化为多层的片状结构，而随着Ag掺杂浓度的增加，中空的六方柱状结构逐渐解体，样品颗粒减小，这一现象符合介孔形成的基本理论——柯肯达尔效应；PL光谱表明，随着Ag掺杂浓度的增大，ZnO的可见光发光强度呈现出先增强后减弱的趋势，能带的带隙则逐渐变窄。Ag的掺杂浓度和样品生长温度对于ZnO的结构、形貌和光学性能起了关键性作用。

关键词

微波水热法 / ZnO / Ag掺杂 / 柯肯达尔效应 / 光学性质