Zn<,1-x>Mg<,x>O复合纳米纤维材料制备及其发光性质研究

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ZnO是直接带隙半导体材料,在室温下带隙宽度为3.37 eV,具有优良的激子束缚能(60meV)在室温下有高效的激子发射和紫外发光,而Mg离子半径(0.57埃)与Zn离子半径(0.60埃)相似容易替代,而且MgO的禁带宽度为7.9eV,当形成合金时可以增加ZnO的禁带宽度从而增强紫外发光,可应用制备性能优异的发光器件。本文通过静电纺丝方法,以聚乙烯醇(PVA Mn=80000)和无机盐(醋酸锌、醋酸镁)为前驱体,制备了锌和镁离子比例不同的高分子/无机物复合纳米纤维,再经过高温煅烧获得了氧锌镁合金(Zn1-xMgxO)。研究发现,PVA浓度、乙醇的加入、无机盐的含量以及接收距离、电压和热处理的升温速率等是影响纤维特性的主要因素。通过扫描电镜、、光致发光、拉曼光谱、X射线粉末衍射、紫外吸收等分析手段对样品进行了表征。在氧锌镁合金中(Zn1-xMgxO),随着镁含量的增大合金的紫外发光效率增强,在x>0.05时(x=0.05、0.10、0.15、0.20),合金出现了MgO的分相。我们得到了不同掺杂比例的光致发光规律,并分析了样品结构与发光特性变化的内在机制。
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