超声喷雾热解法制备Ag掺杂ZnO薄膜光学性能的研究

来源 :辽宁师范大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:abcd_11840
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氧化锌(Zinc oxide,简称ZnO)晶体为六方纤锌矿结构,在常温下它的禁带宽度为3.37eV,具有高达60MeV的激子结合能。而且,氧化锌薄膜存在着氧空位和锌间隙,极易适合掺杂,属于n型极性半导体。如今,氧化锌以其独特的优点应用于诸多领域,主要取决于其原料价格低廉、无毒,可以大大的减少成本。此外,有关氧化锌的材料在光学、电学、磁学、铁电及压电方面都具有优良的性能。但研究发现纯氧化锌容易吸附空气中的氧气,较不稳定,影响了导电性能和表面的形貌。  这篇论文主要是研究利用超声喷雾热解法以醋酸锌为前驱体溶液,硅片为衬底来制备氧化锌薄膜,并且通过硝酸银来提供银离子制成掺银的氧化锌薄膜。然后利用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面形貌;利用X射线衍射谱(XRD)对物质内部原子在空间分布状况的结构进行分析;利用光致发光谱(PL谱)测量其带隙宽度。最后通过紫外可见分光光度计(UV光谱)和霍尔效应测试仪对薄膜的光电性能进行分析。实验结果表明在醋酸锌的浓度为0.3mol/L,硝酸银的浓度为0.009mol/L,即掺杂比例为Zn∶Ag=1∶0.03,衬底温度为530℃,喷嘴到沉底的距离为5cm,氧气通量为1.6L/min时可获得结晶质量较好的氧化锌薄膜。与未掺杂的氧化锌薄膜相比,掺银的氧化锌薄膜使氧化锌带边激子发光增强,提高了氧化锌的发光效率。  该论文一共分为五个部分。第一部分主要介绍一下纳米材料的基本概念、研究范围和内容以及当前纳米材料一些备受关注的性质;第二部分主要介绍ZnO薄膜的一些性质及应用,并探讨了关于它的一些缺陷和弥补缺陷的措施;第三部分介绍了制备ZnO薄膜的一些常用方法和测试方法;第四部分研究影响超声喷雾热解法制备ZnO薄膜的因素;第五部分是对掺Ag氧化锌各个性质的探究。
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