氧化锌(ZnO)/Ag纳米结构的光电性质研究

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作为Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的ZnO,具有宽的带隙(3.37 eV)和大的激子束缚能(60 meV),是制作紫外光电器件的理想材料,因而受到人门的广泛关注。本文围绕ZnO材料的p型掺杂和荧光增强两个热门领域开展工作,获得了相关的研究成果。具体研究工作与成果如下:以Ag2S为掺杂源,使用电子束蒸发法在石英衬底上制备了Ag-S共掺p型ZnO薄膜,研究Ag2S掺杂浓度对薄膜结构及电学性质的影响。结果表明2wt%Ag2S掺杂浓度的薄膜具有更好的晶体质量且展现出p型导电特征。其电学性质为:电阻率为0.0347Ω·cm,迁移率为.53cm2/Vs,室温下空穴浓度为1.89×1019cm-3。XPS测试表明Ag与S已经掺入ZnO薄膜并形成Agzn-nSo复杂受体。而且,制作的ZnO:(Ag,S)-ZnO/ZnO:A1同质PN结具有整流特性,进一步确认Ag-S共掺ZnO薄膜的p型导电特征。利用溶胶凝胶法制备出ZnO量子点,通过调节反应温度可以实现ZnO量子点尺寸的调控。利用时域有限差分法计算了五边形Ag纳米线的局域表面等离子体共振效应。结果表明,在横向共振模式中,五边形Ag纳米线消光谱存在340 nm和375 nm两个消光峰。通过进一步模拟计算不同波长光激发下的Ag纳米线截面处的电荷和电场分布,确认了短波长消光峰来自电偶极共振,而长波长消光峰来自四极共振。(?)出了五边形Ag纳米线的电场增强分布情况。五边形截面的顶点处的电场增强明显,有助于提高处于此区域的半导体材料的发光效率。模拟结果表明,在ZnO量子点中混入Ag纳米线有助于提高其带边荧光强度。
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