Growth behavior of ZnO nanoparticles formed on Zn implanted Si(001) combined with thermal oxidation
离子注入Zn的Si(001)基片热氧化制备纳米ZnO团簇及其生长行为研究

采用离子注入技术将Zn离子注入Si（001）基片，并在大气环境下加热氧化制备了ZnO纳米团簇.利用电子探针、薄膜X射线衍射仪、原子力显微镜和透射电子显微镜，对注入和热氧化后的薄膜成分、表面形貌和微观结构进行表征，探讨了热氧化温度以及注入剂量对纳米ZnO团簇的成核过程及生长行为的影响.结果表明，Zn离子注入到Si基片表面后形成了Zn纳米团簇，热氧化过程中Zn离子向表面扩散，在表面SiO2非晶层和Si基片多晶区的界面处形成纳米团簇.热氧化温度是影响ZnO纳米团簇结晶质量的一个重要参数.随着热氧化温度的升高，金属Zn的衍射峰强度逐渐变弱并消失，而ZnO的（101）衍射峰强度逐渐增强.当热氧化温度高于800 ℃以后，ZnO与SiO2之间开始发生化学反应形成Zn2SiO4.