朱路平，宋冰冰，叶云开，邴乃慈，杨丹丹(上海第二工业大学城市建设与环境工程学院，上海 201209)

Co掺杂ZnO纳米结构材料的水热制备及性能研究

朱路平，宋冰冰，叶云开，邴乃慈，杨丹丹
(上海第二工业大学城市建设与环境工程学院，上海 201209)

以乙酸锌为原料、乙酸钴为掺杂剂，采用水热法制备得到了Co掺杂氧化锌纳米结构材料，并通过X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）等测试手段对所得产物的性能进行了研究。XRD的分析结果表明Co的掺杂并未改变氧化锌本体的晶型结构；SEM照片显示了Co的不同掺杂量对样品形貌有较大影响；DRS结果说明Co的引入有助于提高可见光区的吸收强度，并可使得其带隙宽度Eg在3.25 ～ 2.85 eV之间进行调节。

水热法：钴掺杂；氧化锌；纳米结构；光学性能

0 引言

氧化锌（ZnO）是一种重要的n型半导体材料，其室温下禁带宽度为3.2 eV，激子结合能为60 meV。基于其氧空穴特异的电学和光学性能[1-3]，六角纤锌矿结构的ZnO在透明半导体、发光元件、太阳能电池和光电传感器方面具有广泛的应用前景[4-6]。使上述应用得以实现的关键是制备得到电学、光学性能优异以及晶体结构、形貌可控的ZnO材料。众所周知，在宽带隙半导体中掺杂适量的Ni、Sn等，可以在一定程度上改变其电学、光学以及磁学性能[7,8]。近年来，很多元素已被成功地掺入到ZnO的晶格之中，以便来优化ZnO的相关性能：第一主族元素锂、钠、钾等的掺杂可以提高氧化锌的光学性能[9-11]；铝、镓、铟等取代ZnO晶格上Zn的位置可以改善氧化锌的电学性能[12-14]；……