基于扩散掺杂的ZnO微纳结构制备及其光学性质研究

发布时间：2017-12-21 01:08

  本文关键词：基于扩散掺杂的ZnO微纳结构制备及其光学性质研究　出处：《长春理工大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：ZnO微纳结构性能优越而被广泛应用到各个高新技术领域,尤其是在光电子器件方面具有重要的应用价值。受主掺杂型ZnO因不必是纯粹的p型材料也可实现受主相关的发光,因而近年来对此类材料的研究一直倍受关注。本论文采用扩散掺杂原理,围绕受主掺杂型ZnO微纳结构制备及其光学性质展开了研究。发现以IB族元素Cu、Ag和V族元素N对ZnO微纳结构进行掺杂,可实现对ZnO光学性质的调控,且可在其发光光谱中观察到明显的受主发光行为。具体研究结果如下:1.利用不同的方法制备了Ag掺杂ZnO纳米结构。利用化学浴沉积法制备了Ag掺杂ZnO纳米棒及花状结构;利用水热法结合原子层沉积技术制备了ZnO/Ag-ZnO核壳纳米棒结构。测试结果表明,Ag掺杂的ZnO纳米结构中均观察到了受主相关发光峰,ZnO/Ag-ZnO核壳纳米棒结构受主结合能为124meV。2.研究N化处理对Ag掺杂ZnO纳米结构的影响。经过对比分析发现,N化处理可以提高Ag在ZnO中的掺杂浓度,减少ZnO的表面缺陷,且具有较好的受主相关的发光行为。3.利用溶胶凝胶法制备了Cu掺杂ZnO薄膜。发现Cu掺杂可导致ZnO的吸收边红移,且退火后的掺杂样品中观察到较好的受主发光行为。4.利用柯肯达尔效应,获得了ZnO/ZnAl2O4核壳纳米棒阵列。研究表明热扩散后纳米棒阵列的发光性质与受主相关,而受主的来源主要为退火过程中ZnO中锌离子向Al2O3层扩散而留下的锌空位,受主结合能为118 meV。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O614.241
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本文编号：1314083