AZO种子层和银掺杂对水热法生长氧化锌纳米棒的影响

发布时间：2020-07-03 05:47

【摘要】：氧化锌(Zinc oxide,简称ZnO)是一种新型的宽带隙化合物,是N型半导体材料。常温下它一般具有3.37eV的禁带宽度和60MeV的激子束缚能。而且它的材料来源丰富、环保无毒、成本费用低等特性,致使它存在很大研究潜力和实际应用价值,进而成为人们探索的热门材料。由于氧化锌在电学、磁学、光学等方面具有的独特优异性能,可研发制造出发光器件、太阳能电池、压电材料、紫外光发射器、记录备份材料、催化剂、电子显示屏等。目前为止,利用水热法生长纳米棒的技术已经趋于成熟完善,但是使其生长取向能沿c轴择优生长这个问题仍然有待解决。因此,本文采取在选择制备种子层的时候,选取掺铝氧化锌(AZO)作为靶材,AZO靶材作为种子层可以起到诱导的作用,使ZnO纳米棒垂直于沉底方向生长,还可以起到晶格匹配作用,使纳米棒和衬底之间附着性更好。纯ZnO的电阻率低的缺点也可以通过有效的掺杂来改善,还可以使其有n型转换成P型半导体,拥有更好的应用前景。研究表明,Ag是比较值得研究的将ZnO从N型转换成P型的掺杂元素。所以本文主要意在研究在有AZO种子层的前提下,银不同的掺杂比例对ZnO纳米棒的结构和光学性能的影响。本文是采取直流磁控溅射法在载玻片上制备掺铝氧化锌(AZO)种子层,然后将其放入在配制不同比例的Ag掺杂的硝酸锌溶液中,用水热法生长制备出掺银氧化锌纳米棒。并且根据改变生长条件的实验参数,如是否采用AZO种子层、溅射时间和Ag掺杂比例,采用XRD(x射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)、PL(光致发光光谱)等手段进行测试,并详细的分析总结了AZO种子层和不同比例银的掺杂对ZnO纳米棒的结构和光学性能的影响。实验结果表明利用磁控溅射法制备AZO种子层,溅射15min,Ag掺杂比例为Zn:Ag=1:0.03的条件下生长的ZnO纳米棒结晶质量最好,且紫外发光峰明显增强,并出现“蓝移”现象。
【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN304;TB383.1

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本文编号：2739275