氮掺杂氧化锌纳米粒子的合成及应用

日本岛根大学的重点研究课题S-纳米技术的藤田恭久准教授等采用简便的工艺，用金属锌合成了氮掺杂氧化锌纳米粒子。该氧化锌纳米材料具有和单晶薄膜同等发光特性，且比单晶薄膜廉价。

氧化锌的激子束缚能较大，室温下近紫外区域显示出强的激发发光。与目前照明市场需求快速增长的白色发光二极管氮化镓半导体相比，由于不使用稀有金属所以价廉，并且能容易地获得体单晶，所以该材料很有希望成为下一代发光材料。然而，由于难以控制其P型传导的问题，目前还没有达到实用化的要求。

本研究采用了电弧放电，在空气中锌蒸发到蒸发气体中可生成高品质氧化锌粒子，且具有和单晶薄膜同等强度的光致发光。粒子尺寸为100×200nm左右，经过粉碎处理能够达约60nm。利用该方法，电弧等离子激发空气中的氮分子，容易在粒子中形成氮受主杂质，获得P型传导。

岛根大学采取把纳米粒子分散，然后把n型氧化锌涂覆在成膜玻璃基片上，实现了高亮度蓝色电致发光。该方法不需要高价的单晶基片，容易实现大面积化。有望作为比荧光灯更便宜的固体照明器件。

特别是，由于氧化锌纳米粒子的激发效应，利用CdSe量子点可以得到峰值发光，而且没有毒性，有望作为医疗用的荧光标识。目前，岛根大学的医学部正在进行这方面的研发。