Фотолюминесценция одномерных массивов оксида цинка, электроосажденных в импульсном режиме

Abstract

Адаптованим для широкомасштабного виробництва методом імпульсного катодного електроосадження з водного розчину без використання поверхнево-активних модифікаторів росту і подальших термообробок вперше отримані придатні для оптоелектроніки і нанофотоніки одновимірні наноструктуровані масиви цинк оксиду (1D ZnO). Інтенсивною фотолюмінесценцією (ФЛ) в ультрафіолетовій (УФ) області підтверджені низька густина дефектів і висока оптична якість матеріалу. Гострий високий пік УФ фотолюмінесценції наноструктурованого масиву ZnO, електроосадженого на кремнієву підкладку, свідчить про його ефективну випромінювальну рекомбінацію. УФ ФЛ пояснюється виявленими для даних масивів 1D ZnO слабко вираженою кристалічною текстурою (0001), незначними мікронапруженнями і залишковими напруженнями стиснення.

Адаптованим для широкомасштабного виробництва методом імпульсного катодного електроосадження з водного розчину без використання поверхнево-активних модифікаторів росту і подальших термообробок вперше отримані придатні для оптоелектроніки і нанофотоніки одновимірні наноструктуровані масиви цинк оксиду (1D ZnO). Інтенсивною фотолюмінесценцією (ФЛ) в ультрафіолетовій (УФ) області підтверджені низька густина дефектів і висока оптична якість матеріалу. Гострий високий пік УФ фотолюмінесценції наноструктурованого масиву ZnO, електроосадженого на кремнієву підкладку, свідчить про його ефективну випромінювальну рекомбінацію. УФ ФЛ пояснюється виявленими для даних масивів 1D ZnO слабко вираженою кристалічною текстурою (0001), незначними мікронапруженнями і залишковими напруженнями стиснення.

For the first time one-dimensional nanostructured zinc-oxide arrays (1D ZnO) which are suitable for optoelectronics and nanophotonics were obtained by pulsed cathodic electrodeposition method adapted for large-scale production from aqueous solution without using of surface-active modifiers for growth and subsequent thermal treatments. The low defect density and high optical material quality were confirmed by intensive photoluminescence (PL) in ultraviolet (UV) region. The sharp high peak of UV photoluminescence of nanostructured ZnO array electrodeposited on silicon substrate indicates its effective radiative recombination. The UV PL is explained by weak crystal texture (0001), insignificant compression microstrains and residual stresses which were revealed for these 1D ZnO arrays.