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氧化锌(ZnO)是一种重要的宽禁带(Eg=3.37eV)半导体材料,其激子束缚能高达60meV,在室温紫外光电器件方面有巨大的应用潜力。与其他一维纳米结构相比,ZnO纳米线由于制备工艺较为简单而且可控性较好,对将来的器件化应用非常有利,因此成为目前国际上的研究热点之一。目前针对ZnO纳米线的制备和光致发光性能方面开展了很多研究工作,在生长机理和发光机理方面也有不同的认识,仍存在一些分歧。ZnO纳米线紫外受激发射是人们希望达到的目标,但以往的激发过程一般是采用深紫外光泵浦,这对应用本身就是一条不利的限制。针对以上存在的问题,本文主要在以下三个方面进行了初步的探索:1.采用基于气-液-固(VLS)生长机理的化学气相沉积(CVD)法制备ZnO纳米线,结合VLS机理对生长过程的控制作用以及CVD方法的优点,通过对催化剂、源温度、生长温度和反应气氛等工艺条件的控制,得到纳米线的阵列化生长。实验结果显示分别采用金和银为催化剂在硅衬底和蓝宝石衬底上制备出结晶质量较好的纳米线,其中在银催化的硅基片和蓝宝石基片上制备出排列整齐的纳米线阵列。2.所制备的ZnO纳米线样品采用荧光分光光度计进行变波长激发,对测得的光致发光谱及其发光机理进行了详细的分析。实验结果显示在340nm至360nm激发时出现了自由激子发射峰以及激子-激子碰撞峰,这在以前氙灯激发的PL谱测试结果中很少有报道。对激子-激子碰撞峰来说,有效的激发波长在350-355nm处,同时在472nm左右存在有一个由锌空位造成的深能级的蓝光发射峰。3.对ZnO纳米线阵列样品采用波长为806nm的飞秒激光器基于非线性光学过程泵浦进行PL谱测试。实验中除388nm处的激子-激子碰撞峰之外,还观测到了二次谐波产生(SHG)现象,另外在515nm附近观测到了由氧空位造成的绿光发射峰。实验测得了受激发射的阈值能量密度为52 mJ /cm 2,并且在激发能量密度为700 mJ /cm 2的时候观测到激射(laser)峰,达到了我们最初实验的预期目标。经过对实验结果的分析,我们认为此激发过程是拉比(Rabi)振荡辅助的双光子吸收过程。