ZnO<,2>与其热分解所得之宽禁带半导体ZnO粉末的拉曼光谱研究

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本文利用化学沉淀方法反应制得ZnO2粉末样品,分别在473K,573K,773K和973K下加热,Zn02热分解后得到富含氧空位的ZnO粉末。通过分析不同加热温度下所得样品强激光烧蚀后拉曼峰位的差异并对比直接使用化学沉淀方法所制ZnO样品的光谱,指出333 cm。拉曼峰应当归结为E<,2>(high)和E<,2>(lov)的差频,而不是布里源区边界声子的二阶谱2E<,2>(M),661Cm<-1>峰为其二倍频。 在背散射的情况下,ZnO的E<,1>(LO)峰是非常弱的,但我们却在.584 cm<-1>附近观察到一个很强且不对称的峰,随着加热温度的升高,此拉曼峰强度增加,向高频方向移动,同时不对称性减弱,并在强激光烧蚀后消失;在低温拉曼实验中,随着温度的降低,此拉曼峰出现了类似的变化,且当温度低于140K时,在原有的拉曼谱上开始出现绿光背景,此背景随着温度的降低而增加,在激光烧蚀后显著减弱。从红外光谱我们发现584 cm<-1>拉曼峰与绿光发射与表面吸附的OH<->并非如文献报道那样存在关联,通过分析实验数据并参考相关文献,我们认为该拉曼峰就是E<,1>(LO)声子,它的出现是由于在532nm激光的激发下,电子从价带跃迁到氧空位在禁带中造成的局域能级而导致E<,1>(LO)选择性的共振增强,绿光发射则来自V<+><,o>电子与激发价带空位的复合。584 cm<-1>拉曼峰线形的不对称归结为局域能级所引起的较高浓度的自由电子与E<,1>(LO)声子之间的强耦合,其峰位随加热温度和温度的移动亦和此密切相关。 此外,在量化计算和红外光谱的辅助下,对文献中关于ZnO<,2>粉末在400 cm<-1>至500 cm<-1>之间所观测到的拉曼峰的指认提出了不同看法。
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