Li掺杂ZnO纳米棒的导电和发光特性

摘要

利用气相输运方法,在(111)面硅衬底上制备了名义上原子数分数为2%的Li掺杂的ZnO纳米棒(样品A).作为比较,我们在相同的生长条件下制备了没有任何掺杂的ZnO纳米棒(样品B).XRD分析测试表明:样品A和样品B中的ZnO纳米棒具有纤锌矿六边形结构,没有其他氧化物,例如Li2O.Hall效应测量表明:样品A导电类型为p型,空穴载流子浓度为6.72×1016 cm-3,空穴载流子迁移率为2.46 cm2·V-1·s-1.样品B为n型,电子载流子浓度为7.16×1018 cm-3,电子载流子迁移率为4.73 cm2·V-1·s-1.低温光致发光光谱测试表明,样品A和样品B发光峰明显的区别是位于3.351 eV(样品B)和 3.364 eV(样品A)处.根据文献报道,在没有掺杂的ZnO中,3.364 eV发光峰源于施主束缚激子发光.通过变温光致发光光谱的测试,证明了在样品A中,位于3.351 eV的发光峰源于受主束缚激子发光,其光学受主能级位于价带顶142 meV处.