xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

Ο λόγος των ταχυτήτων ανάπτυξης εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως θερμοκρασία, pH, λόγος Zn/O. Η μεταβολή
αυτών των παραμέτρων καθιστά δυνατή την παρασκευή νανοραβδίων διαφορετικής μορφολογίας. Στο Σχήμα 2α
και 2β
φαίνεται μία πλάγια όψη των
νανοραβδίων που αναπτύσσονται
σε διάλυμα περιεκτικότητας
φορμαμιδίου 5% και 0.1%κ.ο
θερμοκρασίας 65
C αντίστοιχα. Η
μείωση της περιεκτικότητας σε
φορμαμίδιο έχει σαν αποτέλεσμα
την μείωση του ρυθμού ανάπτυξης
των νανοραβδίων (μήκος 1.2 μm
και διάμετρος 40nm). Επίσης η
μείωση του λόγου
μήκους/διαμέτρου (l/d) από 40 σε
30 που παρατηρείται αποδίδεται
στη μείωση του λόγου Zn/O. Τα
νανοραβδία που αναπτύσσονται σε
διάλυμα
περιεκτικότητας
φορμαμιδίου 5% αλλά σε
θερμοκρασία 50 ο C φαίνονται στο
Σχήμα 2γ. Το μέσο μήκος τους
είναι 2.2μm, το σχήμα τους είναι
παρόμοιο με αυτό που αντιστοιχεί
στην ανάπτυξη σε θερμοκρασία
65οC, αλλά ο λόγος l/d είναι 22. Ο
ρυθμός σχηματισμού συμπλόκων
Σχήμα 2. Νανοραβδία ZnO αναπτυγμένα σε (α) 5% διάλυμα στους 65 o C, (β) 0.1%
ψευδαργύρου-φορμαμιδίου
διάλυμα στους 65 o C, (γ) 5% διάλυμα στους 50 o C, και (δ) 5% διάλυμα σε RT.
εξαρτάται εκθετικά από την
θερμοκρασία και κατά συνέπεια η
συγκέντρωση Zn είναι μικρότερη, οπότε η μείωση του λόγου Zn/O έχει σαν αποτέλεσμα την ελάττωση του λόγου l/d.
Επιτεύχθηκε η ανάπτυξη νανοραβδίων ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2δ. Η μελέτη των
νανοραβδίων με ΤΕΜ έδειξε ότι είναι μονοκρυσταλλικά άν και έχουν αυξημένη τραχύτητα στην παράπλευρη επιφάνειά τους
και λόγο l/d~10 λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας ανάπτυξης. Απ’ όσο γνωρίζουμε, είναι η πρώτη φορά που επιτυγχάνεται
ανάπτυξη νανοραβδίων επάνω σε υπόστρωμα σε θερμοκρασία δωματίου χωρίς περαιτέρω ανοπτήσεις σε υψηλότερς
θερμοκρασίες.
Τέλος μελετήθηκε η φωτοφωταύγεια των
νανοραβδίων σε θερμοκρασία δωματίου. Στο Σχήμα 3
120
παρουσιάζονται τα φάσματα που των νανοραβδίων που
αναπτύχθηκαν σε δ ιάλυμα περιεκτικότητας
100
80
60
40
65 o C
RT
φορμαμιδίου 5% σε θερμοκρασία 65
C και σε RT.
Φάσματα αντίστοιχα με το πρώτο λήφθηκαν και από τα
υπόλοιπα δείγματα. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3 το
φάσμα παρουσιάζει μία έντονη κορυφή στα 378nm με
εύρος FWHM 120meV, η οποία αποδίδεται σε
εξιτονική εκπομπή [7], ενώ δεν εμφανίζεται εκπομπή
στο ορατό φάσμα η οποία συνήθως αποδίδεται σε
σημειακές ατέλειες [8]. Το στενό εύρος της κορυφής
20
x2
καθώς και η μή ανίχνευση ορατής εκπομπής
αποδεικνύουν την πολύ καλή οπτική ποιότητα των
0
παραγόμενων νανοραβδίων που σημειωτέον
400 500 600 700
επιτυγχάνεται χωρίς περαιτέρω ανοπτήσεις. Το φάσμα
(nm)
Wavelength δωματίου παρουσιάζει ασθενέστερη εξιτονική κορυφή
των νανοραβδίων που αναπτύχθηκαν σε θερμοκρασία
με εύρος 170meV και μία ασθενή φαρδιά κορυφή στο
Σχήμα 3. Φάσματα φωτοφωταύγειας νανοραβδίων
ορατό που αποδίδεται σε σημειακές ατέλειες λόγω της
αναπτυγμένων στους 65οC και σε RT.
χαμηλής θερμοκρασίας ανάπτυξης των νανοραβδίων.
Intensity (a.u.)
[1] Xia Y, Yang P, Sun Y, Wu Y, Mayers B, Gates B, Yin Y, Kim F and Yan H Adv. Mater. 15 (2003) 353
[2] Huang M H, Mao S, Feick H, Yan H, Wu Y, Kind H, Weber E, Russo R and Yang P Science 292 (2001) 1897
[3] Hartanto A B, Ning X, Nakata Y and Okada T Appl. Phys. A 78 (2003) 299.
[4] Park W I, Yi G C, Kim M and Pennycook S Adv. Mater. 14 (2002) 1841
[5] Tian Z R, Voigt J, Liu J, Mckenzie B, Mcdermott M, Rodriguez M, Konishi H and Xu H Nature Mater. 2 (2003) 821
[6] Li W J, Shi E W, Zhong W Z and Yin Z W J. Crystal Growth 203 (1999) 186
[7] Oezguer U, Alivov Y, Liu C, Teke A, Reshchikov M, Dogan S, and Morkoc H J. Appl. Phys. 98 (2005) 041301
[8] Djurisic A and Leung Y H Small 2 (2006) 944
7