掺Cd对ZnO薄膜光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃上制备了不同掺Cd浓度的ZnO薄膜.X射线衍射(XRD)结果表明,所制备的薄膜具有c抽择优取向,随着Cd掺杂浓度的升高,(002)峰向低角度方向移动.UV透射曲线表明,薄膜具有明显的紫外吸收边,通过改变Cd的掺入浓度,可以使吸收边向长波方向移动并被控制在一定范围内,从而使薄膜的禁带宽度连续可调;薄膜的光致发光(PL)谱显示,ZnO薄膜的PL谱是由紫外激子发光峰和蓝光发光带组成,通过掺入Cd可使紫外带边发射的峰位向低能端方向红移,这与透射谱中吸收带边的红移相吻合,由紫外发光峰得到的光禁带宽度和由透射谱拟合得到的光禁带基本一致.对不同掺杂浓度的薄膜进行了比较,发现Cd掺入量为8%摩尔分数时ZnO薄膜具有最佳的结构性能和发光性能.     

Al掺杂浓度对ZnO陶瓷释能电阻材料性能的影响

为了制备ZnO释能电阻并研究Al掺杂浓度对ZnO释能电阻材料的影响,通过改进的制陶工艺制备了不同Al掺杂浓度的ZnO导电陶瓷。实验结果表明,Al掺杂浓度对ZnO释能电阻的导电性、能量密度和线性度均有较大的影响。Al的掺杂能较好地改善ZnO释能电阻的线性度,非线性系数可低至1.02;Al掺杂能很好地控制ZnO的电阻率,使其达到0.54 Ω·cm;Al掺杂还能较好地改善ZnO陶瓷的均匀性和密度,从而提高ZnO释能电阻的能量吸收密度,能量吸收密度高达720 J/cm³,较金属释能材料高出2~3倍。     

电极材料对IGZO薄膜晶体管性能的影响

采用射频磁控溅射方法在n型硅片上制备了底栅顶结构的铟镓锌氧-薄膜晶体管(IGZO-TFT)。分别采用Au、Cu、Al 3种金属材料作为电极,研究不同电极材料对IGZO薄膜晶体管性能的影响。器件的输出特性和转移特性测试结果表明:以Au为电极的IGZO-TFT具有最佳的性能,其饱和输出电流达到17.9μA,开关比达到1.4×106。基于功函数比较分析了3种电极的接触特性,根据TLM(Transmission line model)理论推算得出Au电极具有三者中最小的接触电阻。     

ZnO纳米棒在Si衬底上外延生长研究

运用热蒸发ZnO粉末法,以金做催化剂,分别在Si(100)和Si(111)两种基片上外延生长了ZnO纳米棒(样品分别标为1#和2#)。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析,结合ZnO与Si的晶格结构特征,从理论上得出了两个样品的晶格匹配关系。1#样品:[0001]ZnO∥[114]Si,[0001]ZnO∥[1-1-4]Si,[0001]ZnO∥[11-4]Si,[0001]ZnO∥[1-14]Si,失配度为1.54%;2#样品:[0001]ZnO∥[111]Si,[21-1-0]ZnO∥[11-0]Si,[1-21-0]ZnO∥[1-01]Si,[1-1-20]ZnO∥[011-]Si,失配度为18.12%。研究表明Si衬底对ZnO纳米棒生长方向具有调控作用。     

基于SSCVD方法的a-b轴取向ZnO薄膜制备

以Zn₄(OH)₂(O₂CCH₃)₆·2H₂O为单一固相有机源,采用单源化学气相沉积法(Single sour cechem icalvapor deposition,SSCVD)在Si(100)衬底上制备ZnO薄膜,用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)分析ZnO薄膜样品的晶体结构和微观形貌,并用X射线光电子能谱(XPS)对薄膜的锌氧化学计量比进行了分析。研究结果表明:在非平衡条件下所得到的ZnO薄膜沿a-b轴取向生长,基片温度对ZnO薄膜生长过程影响较大,随着基片温度的升高,薄膜呈现c轴生长趋势;晶粒成柱状、尺寸均匀、膜层结构致密;薄膜样品中n_Zn:n_O=0.985。     

石英衬底上Au缓冲层对ZnO薄膜微结构的影响

采用单源化学气相沉积(SSCVD)法,在石英衬底上以Au为缓冲层,Zn4(OH)2(O2CCH3)6.2H2O为固相源制备ZnO薄膜。SEM和XRD测试ZnO薄膜的微结构,结果表明:相对于SiO2衬底上生长的ZnO薄膜,Au/SiO2衬底上生长的ZnO薄膜具有较好的结晶质量和表面平整度;对制备ZnO薄膜的衬底温度进行了工艺优化,结果表明:500℃时制备的ZnO薄膜颗粒大小均匀,结晶质量较好;通过荧光光谱仪对Au/SiO2衬底上的ZnO薄膜进行光致发光(PL)谱测试,ZnO薄膜在400nm出现紫光发射峰,而没有出现与缺陷相关的深能级发射峰,表明ZnO薄膜具有较好的结晶质量。     

不同工艺下YAG:Ce3+荧光粉的超声共沉淀合成及表征

用共沉淀正滴及反滴工艺,以普通共沉淀及超声辅助共沉淀的方式制备了不同YAG∶Ce³⁺前驱体,并通过焙烧前驱体粉末合成了YAG∶Ce³⁺荧光粉。利用XRD、SEM、激光粒度分布仪及荧光分光光度计对所制备样品进行了表征。结果表明,所得样品均为纯相钇铝石榴石结构,反滴工艺下制得的YAG∶Ce³⁺荧光粉的发光强度高于正滴工艺下的同类样品。且相对于普通共沉淀来说,无论正滴还是反滴工艺,通过超声共沉淀方式制得的荧光粉样品均具有更均匀的晶粒粒径、更窄的粒径分布及更高的发光强度。     

量子材料GaTa4Se8的基态研究

量子材料GaTa₄Se₈(GTS)不仅展现出绝缘体到金属相变、J_eff量子态以及拓扑超导等多种有趣的物理性质,而且还是电阻开关和存储介质材料,一直以来备受关注。当前科学家们对其绝缘基态的结构仍存在争议,基态结构的不确定阻碍了对其各种物理性质的深入理解。GaTa₄Se₈的绝缘基态长期被认为具有立方对称结构(空间群F43m),其电子能隙是由自旋轨道耦合效应和电子关联共同作用形成的Mott型能隙。最近第一性原理计算表明,立方结构的声子谱存在虚频而不稳定,并预测立方对称存在结构畸变会形成更稳定的三方结构(R3m)或四方结构(F43₁m)。为此,本研究通过压力调节该材料的电子能隙,结合Raman光谱、X射线衍射、电阻测量等多种实验表征手段,对比实验得到的数据与第一性原理计算结果,进一步探索GaTa₄Se₈的基态结构。研究表明三方对称结构(R3m)更符合实验观察结果。     

Al掺杂原子分数及退火温度对ZnO薄膜光学特性的影响

 采用溶胶凝胶法在（0001）Al₂O₃衬底上制备了不同掺杂原子分数的ZnO:Al薄膜，在Ar气氛中进行了600～950 ℃不同温度的退火处理，研究了掺杂原子分数和退火温度对薄膜光致发光、光吸收和透射的影响。结果显示，薄膜的紫外峰强度随掺杂原子分数和退火温度的提高而增强，与缺陷相关的绿光强度却随着掺杂原子分数和退火温度的提高而降低；薄膜光学带隙随掺杂原子分数的提高从3.21 eV增大到3.25 eV；光吸收在可见光区随着退火温度的升高而增大，在紫外区却随着退火温度的升高而减小，透射与吸收的变化规律相反；薄膜吸收边随退火温度的升高出现轻微的红移。     

掺AlZnO纳米线阵列的光致发光特性研究

采用化学气相沉积方法，以金做催化剂，在Si (100)衬底上制备了掺AlZnO纳米线阵列.扫描电子显微镜(SEM)表征发现ZnO纳米线的直径在30nm左右.X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰，说明ZnO纳米线沿c轴择优取向.掺AlZnO纳米线阵列的室温光致发光(PL)谱中出现了3个带边激子发射峰：373nm，375nm，389nm.运用激子理论推算出掺AlZnO纳米线的禁带宽度为3.343eV ，束缚激子结合能为0.156eV；纯ZnO纳米线阵列PL谱中3个带边激子发射 关键词： 光致发光 化学气相沉积(CVD) 激子 ZnO纳米线阵列