锑掺杂ZnO微米线的生长及热电特性研究

来源 :辽宁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kisswc69
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
ZnO是一种直接带隙的宽禁带半导体材料,室温下禁带宽度为3.37e V,激子束缚能高达60meV,这些优点使其在紫外光电器件方面有着广泛的应用前景。此外,ZnO由于其良好的载流子传输特性、热稳定性和化学稳定性等特性,还是一种具有良好应用前景的热电材料,但目前关于ZnO纳/微米热电特性及热电发电机的研究还比较少。对于制作纳/微米热电发电器件,由于在小尺寸的纳米线中很难产生温差,所以具有同样较高晶体质量的微米线可能会产生较好的热电特性。本文采用化学气相沉积(CVD)方法,生长出了不同锑掺杂量的超长、大尺寸的ZnO微米线,制作了基于单根锑掺杂ZnO微米线的热电发电机,并研究了锑掺杂量、长度、直径和紫外光照等条件对器件输出性能的影响,具体研究成果如下:  (1)采用化学气相沉积方法,在无催化剂的条件下,生长出了不同锑掺杂量的超长、大尺寸 ZnO微米线。实验结果表明,随着锑掺杂量的增加,微米线的平均长度变长,取向性逐渐变好,其长度范围可达1–2.5c m。此外,在光致发光谱中,还发现样品的紫外发光峰与可见发光峰的强度比随着锑掺杂量的增加而增大。随着锑掺杂量的增加,样品表现出的这些较好的变化可能与锑在ZnO生长过程中的表面活化剂作用有关。  (2)将挑选出的单根锑掺杂大尺寸 ZnO微米线以银浆为电极制作成热电发电机,并研究了锑掺杂量、两电极间微米线长度、微米线直径以及紫外光照等条件对器件输出性能的影响。研究发现:对于不同锑掺杂量微米线制作的器件,当两电极之间的温差为20K时,器件能够输出的最大电压和电流值分别约为68mV和782 nA,器件的最大输出功率为37.54nW。当锑的摩尔百分含量分别为1.1%,2.0%和3.1%时,单根锑掺杂微米线的赛贝克系数分别约为–3.40mV/K,–2.80mV/K和–2.40mV/K。此外,发现热电器件的输出电压随着微米线长度的增加而增大,而随微米线直径的增加而减小。另外还发现当有紫外光照时,器件的输出电流出现了急剧增加的现象,并对其增加的原因进行了研究。该工作为ZnO基纳/微米结构在热电发电器件中的应用提供了研究基础。
其他文献
本文在相干态路径积分的形式框架下,利用φ—Derivable理论,研究了一维玻色气体系统中的Lieb-Liniger模型,得到了单粒子格林函数和Bogoliubov模的激发谱。  玻色-爱因斯坦凝聚
金属氧化物纳米半导体材料具有优异的性能和广泛的应用,是纳米材料科学研究领域的热点。本文以锡基纳米氧化物为研究对象,以玻璃窗节能为目的,探索氧化锡锑和氧化铟锡纳米晶的可
该文研究了工业热设备内部运行状态(以温度分布为表征)的红外热诊断,并将红外测试技术与确定热设备内壁温度分布类导热反问题结合起来,采用空间离散方法-有限差分法,得到了由
深紫外(DUV)激光在物理、化学、材料、资环、信息和生命科学领域均有重大应用价值。深紫外全固态激光器(DUV—DPL)是基于KBBF棱镜耦合器件(KBBF—PCD)二次谐波产生(SHG)技术
地面太阳辐射量的变化是地球气候系统长期演化的主要驱动力之一。400nm~1050nm之间的太阳辐射占总辐射能的60%,其中包含了大气窗口、人眼可见波段、植物光合作用波段和海水透过
近年来XYZ粒子的陆续发现有力推动了粲偶素物理的实验和理论研究。粲偶素辐射跃迁及辐射衰变是研究粲偶素性质及其内部结构的重要途径,是粲偶素物理研究的重要方面。本文在格
ZnO是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物,也是一种很重要的直接带隙宽禁带的半导体材料。由于在室温下,ZnO的禁带宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 meV,所以ZnO纳米材料在光催化及光电器件
相干是量子力学中一个重要的概念。玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)作为具有良好相干性的“第五种物质状态”,在相位相干(或称一阶相干)的光散射研究中具有重要意义;凝聚体还可以被装
本文以我们首次发现的稀土铁合金速凝薄带的吸氮破碎现象为研究的出发点,首先研究了速凝技术对稀土铁Nd(Fe,Mo)12型和Sm2Fe17型合金单相性的影响,然后通过研究速凝薄带吸氮过程
嵌段共聚物以及聚合物混合体系能够自组装形成许多新奇的结构,然而这些聚合物在均质基板或本体中往往形成高度无序的纳米结构。受限环境在相分离的过程之中饰演了不容忽视的角色,它能够改变本体自组装相行为。因此我们可以通过改变外部环境实现对自组装过程可控的目的,这样一来通过嵌段共聚物的定向自组装便会出现用途更加广泛的纳米材料。不同的受限环境能够诱导嵌段共聚物形成各种各样有趣且新颖的相形貌,这些结构在纳米技术应