钴掺杂硒化锌微纳结构中的发光行为

微区光致发光光谱技术是研究稀磁半导体材料中激子与磁性离子之间相互作用的一种重要方法。通过化学气相沉积法合成了高质量钴离子(Ⅱ)掺杂硒化锌(ZnSe)微纳结构,并通过微区光致发光光谱表征了单个纳米片的带边发光。测试结果表明,Co(Ⅱ)掺杂ZnSe纳米片的带边激光发射峰位在2.77eV,高于室温下闪锌矿结构的ZnSe带边发光2.67eV,证实了该纳米片中同时存在纤锌矿和闪锌矿两种结构。分析发现,纤锌矿结构的Co(Ⅱ)掺杂ZnSe纳米片相比稳定的闪锌矿结构的带边激子态能量更高,并且可产生独自的发光。通过低温下的稳态光谱研究发现,在77K下,可以同时观察到激子、束缚激子和激子磁极化子(EMP)的发光特征。激子磁极化子的发光结果证明,在Co(Ⅱ)掺杂ZnSe纳米片的稀磁半导体体系中可实现玻色子激光的发射,为未来自旋电子器件、光致磁性等技术的发展应用提供了思路。