Sc2O3对水热法生长ZnO晶体的影响

人工晶体学报, 2015, 44(7): 1758-1763.

Sc2O3对水热法生长ZnO晶体的影响

左艳彬 ^1, , 周海涛 ^2, , 王金亮 ^3, , 何小玲 ^4, , 任孟德 ^5, , 张昌龙 ^6,

1.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西超硬材料重点实验室,国家特种矿物材料工程技术研究中心,桂林541004

2.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西超硬材料重点实验室,国家特种矿物材料工程技术研究中心,桂林541004

3.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西超硬材料重点实验室,国家特种矿物材料工程技术研究中心,桂林541004

4.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西超硬材料重点实验室,国家特种矿物材料工程技术研究中心,桂林541004

5.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西超硬材料重点实验室,国家特种矿物材料工程技术研究中心,桂林541004

6.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西超硬材料重点实验室,国家特种矿物材料工程技术研究中心,桂林541004

基金项目: 广西自然科学基金(2013GXNSFBA019262) 科技部科研院所专项(2012EG115007) 国家自然科学基金(51102057)

关键词：钪掺杂ZnO , 水热法 , 生长机理 , 霍尔效应 , 光致发光

Effects of Sc2O3 Addition on ZnO Single Crystals Prepared by Hydrothermal Method

Keywords： Sc-doped ZnO , hydrothermal method , growth mechanism , Hall effect , photoluminescence

在分别添加0.1wt％,0.2wt％和0.3％wt％ Sc2O3的水热体系中得到了ZnO单晶体.研究了杂质,特别是Sc对ZnO水热生长机制的影响.Sc及其在碱性溶液中形成阴离子配位中间体基团(例如Sc(OH)4)可以吸附到ZnO的(0001)和(0001)面,导致这两个极性面发生非极性生长,形成规则六棱柱的形貌.在室温下测得的电阻率和载流子浓度显示:即使所得晶体的钪含量仅有8 ～ 13 ppm,Sc掺杂ZnO仍是高导电性的,电阻率低于5.6×10-2 Ω·cm,载流子浓度在0.9～1.6×1018electrons/cm3.表征了切割自+c区和-c区的晶片的Zn面和O面的室温光致发光用于评价光学性能.

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