本征及In掺杂ZnO纳米结构的光电性能与应用

来源 :济南大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:haohaojc
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是第三代新型半导体材料,一种新型的II-VI族直接带隙半导体材料,因其特殊的光电特性而被誉为第三代光电子半导体材料,它在很多领域都显示出极大的应用前景和潜力;因此,本文旨在研究ZnO纳米结构的制备及In掺杂对ZnO纳米结构性质的影响,通过喷雾热解法、溶胶凝胶法、喷雾热解/溶胶凝胶-水热合成法制备ZnO及In掺杂ZnO纳米结构,通过XRD、SEM、PL谱等检测手段测试了样品的性质,讨论了这些实验条件下所制备样品性质产生的原因,推测了溶胶凝胶/水热合成法制备ZnO纳米结构的生长机制,讨论了In掺杂对ZnO纳米结构的性质影响;通过电沉积法制备了纯ZnO纳米线,此种方法的优点是可以直接制备出ZnO纳米线,兼有反应温度低,设备要求简单,条件较易达到,沉积速率高,环境友好的特点,适合推广于大规模的工业化生产;通过喷雾热解法在ITO玻璃衬底上制备了ZnO纳米薄膜,该薄膜排列紧密,结构致密,具有良好的紫外发光特性;通过溶胶凝胶法制备了六角纤锌矿结构的ZnO纳米薄膜,随着甩膜次数的增加,样品在(002)的衍射峰变强;甩膜次数的增加也引入了更多的氧空位缺陷,使样品在可见光区的发光峰变多、增强;由于多次甩膜过程中会有多次退火过程,使样品中的锌填隙缺陷减少,导电能力减弱;通过喷雾热解-水热合成法制备的ZnO纳米结构具有良好的六角纤锌矿结构,而且随着生长时间的增加,样品的生长优势从(002)面向(100)面转变,而其尺寸也随生长时间的增加而变大,但在相同的生长时间下,在生长溶液浓度为0.03mol/L时,制备的ZnO纳米结构具有最小尺寸;而且随着生长时间的增加,样品中氧空位缺陷和锌填隙缺陷都相对减少,导致其紫外发光峰增强、可见光区发光峰减弱,导电能力也变弱;通过XRD结果可以发现,溶胶凝胶-水热合成法制备的样品都是六角纤锌矿结构,且具有沿(002)面生长优势,晶体尺寸随晶种层厚度增加而增加;对于不同浓度条件下水热合成的样品,生长溶液浓度越高对于ZnO的生长促进作用越明显,同时溶液浓度的增加会对棒状结构的顶端进行反噬,使其尖端直径变小削尖;在相同的溶液浓度时,随着水热合成时间的增长,ZnO纳米棒尺寸也会变大;在相同浓度的生长溶液中得到的ZnO纳米结构样品,决定其导电能力强弱的锌填隙缺陷浓度主要是在溶胶凝胶法制备晶种层这一步骤中决定;锌填隙缺陷的浓度随溶液中Zn2+浓度的增加而增加;随着生长时间的增加,反应溶液中游离的Zn2+离子进入到ZnO结构中,产生了更多的锌填隙缺陷,使导电能力增强;从SEM结果中可以看到不同生长溶液浓度得到的ZnO纳米结构,并推测出ZnO晶体的生长机制,即由管状六棱柱到实心结构到ZnO纳米针到ZnO纳米线的过程;In掺杂破坏了ZnO纳米结构沿(002)面生长的优势,增加了沿(001)、(101)面的生长优势,说明In掺杂后样品产生了晶格畸变;In掺杂则使紫外发光峰蓝移,并减弱了可见光区的发射峰强度,表明In掺杂导致的晶格畸变增加了样品的带隙,减少了ZnO中的氧空位缺陷和深能级,同时增加了ZnO的导电能力。
其他文献
<正> 宋·陈言在《三因极一病证方论》中说:“六淫者,暑湿燥风热寒,七情者,喜怒忧思悲恐惊,……六淫,天之常气,冒之则先自经络流入,内合于脏腑,为外所因,七情,人之性,动之则
为探析常规护理方式和心理干预对住院空巢老人临床效果观察,选取某医院2018年1月~2019年1月收治的110例住院空巢老人,根据随机分组原则分为观察组和对照组,每组55例,分别运用
自2017年后,物联网市场开始迅猛发展。其中在物联网架构中起承上启下作用的物联网平台也出现百家争鸣的景象。对目前部分典型的物联网平台进行描述分析,并对物联网平台的发展
高分子材料作为表界面材料在各领域有着极为广泛的应用,因此材料表界面性能的研究尤为重要。对于处于不均匀力场中的表面分子,具有更加复杂的松弛行为。目前普遍认为高分子表面
<正> 若样品纯度较高(即蛋白质、酚、琼脂糖或其他核酸的污染量不大),用紫外分光光度法即简便又准确。测定时,于260 nm与280nm两个波长下读数。通过260nm的读数可计算出样品
介孔氧化硅小球是一种重要的无机材料,具有非常规整的孔道结构,孔道中具有大量硅羟基,能够进行功能化基团的修饰。酚醛树脂聚合物小球的表面有大量可功能化基团修饰的羟基,结构规
<正>曾在北京市某公司工作的河北唐山人张某,近日在唐山老家办理了投诉,希望劳动保障监察部门能帮助他追回北京某公司拖欠的5个月工资。按惯例张某必须在北京市劳动保障监察
云南云龙天池自然保护区始建于1983年,是云南省建立最早的自然保护区之一。自成立以来,经过近30年的建设和发展,机构能力得到加强,基础设施已初具规模,保护、科研、宣传等方
目的 探讨内养功治疗糖尿痛的疗效。方法 办内养功学习班。根据患者病情,用内养功辩证三调手段,调身、调息、调神,协调肌体阴阳平衡,激发潜能,提高免疫力,达到治疗的目的。结果 临
固体氧化物燃料电池(SOFCs)以其高效、环境友好及燃料多样化吸引了研究者的目光。但SOFCs高的操作温度也引发了诸如电解质与电极界面间的化学扩散,电池材料的衰减以及金属连接材