离子注入及后退火方法制备SiO_2基质中镶嵌ZnO纳米粒子的结构和光学性质

利用离子注入及后退火方法在光学纯的石英基片中注入 3× 10 17cm-2 剂量的Zn离子 ,然后在不同的退火条件下制备了高质量的镶嵌在SiO2 基质中的ZnO纳米粒子。X射线衍射光谱的实验结果表明 :在氧气气氛、70 0℃退火温度和 2小时退火时间条件下 ,得到了 (0 0 2 )择优取向镶嵌在SiO2 基质中的ZnO纳米粒子 ;而在 70 0℃退火温度、N2 和O2 气氛下顺次退火 1小时 ,得到了比上述条件 (0 0 2 )择优取向更好的ZnO纳米粒子。室温下对用上述两种条件制备的镶嵌在SiO2 基质中的ZnO纳米粒子观察到了自由激子吸收峰。室温光致发光谱中观察到了ZnO纳米粒子位于 3 2 9eV处的强紫外发射 ,紫外发射强度与深能级发光强度之比为4 0 ,紫外发射峰的半高宽为 96meV ,晶体质量类似于分子束外延方法生长的ZnO。在低温 (77K)光致发光谱中 。