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Zusammenfassung:
The growth of ZnO whiskers and surface films on the polar basal planes of ZnO single crystals caused by oxygen pretreatment was observed by SEM-techniques. These surface films show a different decomposition and reduction behaviour compared to untreated zinc oxide. The rate of reduction by H2 and CO and the rate of thermolysis was noticeably enhanced compared to untreated samples. Thermolysis of the grown surface films is observed already at 320°C and can be distinctly increased by UV-irradiation. In contrast to theses observations, no photolysis was detectable at untreated samples and in the region of stationary thermolysis (T>700°C). A unique mechanism is proposed for the nonstationary region of the processes of reduction, thermolysis and photolysis. The acceptor-levels created by the oxygen pretreatment accept electrons from the calence-band and therefore loosen the zincoxygen bond.
Zusammenfassung:
Durch reasterelektronenmikroskopische Untersuchungen wurde ein durch Sauerstoffvorbehandlung verursachtes Whisker- und Deckschichtwachstum auf den polaren Zinkoxid-Einkristallflächen nachgewiesen. Die aufgewachsenen Deckschichten unterscheiden sich in ihrem Verdampfungs- und Reduktionsverhalten deutlich von nicht vorbehandelten Zinkoxidproben. Der reduktive Abbau mit CO und H2 und die thermische Dissoziation sind wesentlich schneller als an unvorbehandelten Proben. Die thermische Dissoziation der aufgewachsenen Deckschicht setzt bereits bei 320°C ein und kann durch UV-Anregung deutlich verstärkt werden. Im Gegensatz dazu konnte an nicht sauerstoffvorbehandelten Kristallen und im stationären Verdampfungsbereich (T>700°C) keine UV-Anregung beobachtet werden. Für den intstationären Verdampfungs-und Reduktionsbereich wird ein einheitlicher Mechanismus vorgeschlagen, bei dem die durch die Sauerstoffbehandlung erzeugten Akzeptorenterme aus dem Valenzband des Zinkoxides Elektronen aufnehmen und somit die Zink-Sauerstoff-Bindung lockern.