Zn(Mg,Cd)O合金纳米结构及其相分离的声子动力学
材料科学
2011-09-13 v1
摘要
本文利用非共振拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了化学合成的尺寸约为10 nm的Zn1-xMgxO (0≤x≤0.07)和Zn1-yCdyO (0≤y≤0.03)合金纳米结构中的声子动力学。Mg的替代使晶胞致密化，而Cd的替代导致晶胞膨胀。合金化时，由于杂质原子引起的质量缺陷和体积变化，纤锌矿ZnO的A1(LO)和E1(LO)模式在Zn1-xMgxO中发生蓝移，在Zn1-yCdyO中发生红移。在Zn1-xMgxO (x=0.07时73 cm-1)和Zn1-yCdyO (y=0.03时17 cm-1)纳米结构中，E1(LO)模式观察到显著位移。由Mg(Cd)合金化时红外波段蓝移(红移)确定的Zn(Mg,Cd)-O键长变化，与各自的离子尺寸以及X射线衍射研究预测的结构变化一致。然而，在渐进合金化过程中，对于相对较高的Mg和Cd浓度，可以在合金纳米结构中检测到相分离(由于间隙Mg和Cd离子的存在)。这通过纤锌矿ZnO在400-600 cm-1附近特征红外和拉曼波段的逐渐消失，以及X射线和TEM研究得到证实。
引用
@article{arxiv.1109.2252,
title = {Phonon dynamics of Zn(Mg,Cd)O alloy nanostructures and their phase segregation},
author = {Manoranjan Ghosh and Nita Dilawar and A. K. Bandyopadhyay and A. K. Raychaudhuri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.2252},
year = {2011}
}