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《兰州大学》 2010年
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Na-Mg共掺杂ZnO薄膜的结构及光学性质研究

锁雅芹  
【摘要】: ZnO是一种具有六方纤锌矿结构的Ⅱ-Ⅵ族自激活的宽禁带半导体材料,是P6 mm点群对称的六角晶系纤锌矿晶体。室温下,其带隙宽度为3.37eV,激子束缚能高达60m eV。ZnO晶体在与c轴垂直的面上具有对称的弹性和电学性质,而在c轴方向择优取向的多晶薄膜具有单晶体似的光电性和压电性质。ZnO薄膜以其优良的压电性能、透明导电性能等使其在诸多领域得到广泛应用,如太阳能电池、压电器件、表面声波器件、气敏元件。并且凭借其优良的紫外发光特性使其在紫外探测器、LED、LD等领域有着巨大的发展潜力。另外ZnO的P型掺杂也是近年来研究的另一个热点和难点问题。人们往往通过掺杂来提高氧化锌在发光管、紫外光探测器、表面声波器件、压敏电阻器件等方面的应用。近年来,Ohtomo A等人发现通过Mg掺杂可调控ZnO的能带结构,随着Mg含量的改变,能隙宽度可由3.37 eV增加到3.87 eV。另外,掺入Ⅰ族元素可实现ZnO的转型。 本论文中,在对ZnO晶体结构、ZnO薄膜的光电和压电特性、多层薄膜外延生长缓冲层和集成光学上的应用等有了一定认识后,综合各种ZnO薄膜制备技术的优缺点,选取了溶胶-凝胶(sol-gel)方法,以甲醇为溶剂,醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2H2O)、氯化镁(MgCl2.6H2O)、氯化钠(NaCl)为初始原料,二乙醇胺为稳定剂反应制得溶胶,用旋转涂膜法在普通石英玻璃基体上镀膜,经干燥、预热处理、退火,最后成功地制备了具有c轴择优取向的均匀、透明的多晶Na-Mg共掺的ZnO薄膜。通过XRD、SEM、PL以及透射光谱的分析,其结果表明:Na-Mg共掺有利于ZnO薄膜的C轴择优取向生长,并且随着Na+掺杂浓度的增加,晶粒尺寸先增大后减小;通过比较不同掺杂浓度ZnO薄膜的PL谱,推测发光中心位于380nm的紫外发射与ZnO的自由激子复合有关,发现掺入Mg的确能使ZnO禁带宽度增大;Na-Mg共掺ZnO薄膜胶系中,薄膜Na0.02Mg0.2Zn0.78O具有比较优异的结晶和光学性能,Nao.04Mgo.2Zno.76O薄膜PL谱只有一个强度很大的紫光发射,其近带边紫外光发射发光强度较未掺杂的ZnO增强了近10倍,极大地提高了薄膜紫外发光性能;总结最佳工艺条件为退火温度560℃、旋涂层数为5层。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O484.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郑爽;低维钴掺杂ZnO纳米材料结构和发光性质的研究[D];长春理工大学;2012年
【参考文献】
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1 王德宪;溶胶—凝胶法的化学原理简述[J];玻璃;1998年01期
2 姜海青,王连星,赵世民,惠春;溶胶-凝胶法制备Al~(3+)离子掺杂型ZnO薄膜与评价[J];功能材料;2000年03期
3 王金忠,王新强,王剑刚,姜秀英,杨树人,杜国同,高鼎三,LIU Xiang,CAO Hui,XU Junying,CHANG R P H;等离子体辅助MOCVD生长的ZnO薄膜退火改性研究[J];功能材料;2001年05期
4 朋兴平,杨映虎,宋长安,王印月;In掺杂ZnO薄膜的制备及其特性研究[J];光学学报;2004年11期
5 陈红升;齐俊杰;黄运华;廖庆亮;张跃;;Sn掺杂ZnO半导体纳米带的制备、结构和性能[J];物理化学学报;2007年01期
6 靳锡联;娄世云;孔德国;李蕴才;杜祖亮;;Mg掺杂ZnO所致的禁带宽度增大现象研究[J];物理学报;2006年09期
7 周军;方庆清;王保明;刘艳美;李貌;闫方亮;王胜男;;镁含量和热处理对Zn_(1-x)Mg_xO薄膜结构和发光性能的影响[J];物理学报;2008年10期
8 徐晓虹;赵娜;吴建锋;田越;王耀;;Bi~(3+)掺杂对纳米ZnO形貌及其光催化性能的影响[J];中国陶瓷工业;2009年01期
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1 于春花;Zn_(1-x)Cr_xO稀磁半导体薄膜的制备和性能研究[D];天津理工大学;2007年
【共引文献】
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1 吕建国;孙兆奇;朱剑博;宋学萍;;创新性近代物理实验教学——AZO薄膜的制备及其表征[J];合肥师范学院学报;2009年06期
2 江贵生;先驱体法合成LaPNYT烧成温度的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2000年03期
3 洪伟铭;;ZnO∶Al薄膜的制备及表征[J];半导体光电;2007年03期
4 方亮;彭丽萍;杨小飞;李艳炯;孔春阳;;In掺杂ZnO透明导电薄膜光电性质的研究[J];半导体光电;2009年01期
5 吕建国;宋学萍;孙兆奇;;Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌和光学性质[J];半导体光电;2009年01期
6 李玉国;卓博士;张月甫;张敬尧;崔传文;杨爱春;;热氧化法制备ZnO纳米棒及其结构表征[J];半导体光电;2010年01期
7 杨兵初;张丽;马学龙;颜建堂;;氧分压对锰掺杂氧化锌结构及吸收性能的影响[J];半导体技术;2008年02期
8 郑勇平;陈志高;卢宇;吴青云;翁臻臻;黄志高;;Be掺杂对ZnO电子结构和光学性质的影响(英文)[J];半导体学报;2008年12期
9 杨继华;张景林;;溶胶-凝胶法制备RDX/SiO_2薄膜[J];火炸药学报;2010年03期
10 谭宏斌;;连续莫来石纤维应用与制备[J];玻璃钢/复合材料;2009年03期
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1 姜胜林;王筱珍;张绪礼;;PbTiO_3-Pb(Cd_(4/9)Nb_(2/9)W_(3/9))O_3系高温高频压电陶瓷材料的研制[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
2 李桦;马晓光;李俊升;;相变材料的复合及其调温性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
3 姜维娜;曹文静;杨星;李杰;周晓燕;徐莉;;SiO_2溶胶改性木纤维及纤维板尺寸稳定性初探[A];2010中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
4 孙丰波;江泽慧;余雁;田根林;;纳米TiO_2对竹材颜色稳定性及抗菌性能的影响[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
5 马建福;蔡炘富;吴传贵;张万里;;热释电红外探测阵列的工作原理、性能指标及应用[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年
6 单亚拿;;溶胶-凝胶法制备Al掺杂ZoO纳米颗粒膜及其电学特性研究[A];第九届沈阳科学学术年会论文集[C];2012年
7 单亚拿;;溶胶-凝胶法制备Al掺杂ZoO纳米颗粒膜及其电学特性研究[A];第九届沈阳科学学术年会论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2012年
8 田晓;贾清;崔玉友;杨锐;;复合溶胶-凝胶法制备TiAl合金表面防护涂层及其高温抗氧化性能[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集(上册)[C];2010年
9 魏建中;陈寿田;;高储能密度陶瓷电容器的研制[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年
10 杨华山;包晔峰;蒋永锋;杨可;;微弧氧化陶瓷层的后处理技术研究现状及展望[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集(五)[C];2010年
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4 吴连斌;有机硅/噻唑金属配合物的设计合成与磁性能研究[D];浙江大学;2010年
5 周聪华;染料敏化太阳能电池中电极材料和寄生电阻的研究[D];武汉大学;2009年
6 李永海;基于溶胶—凝胶法的功能因子缓释技术研究及其在纺织品芳香保健功能整理中的应用[D];东华大学;2010年
7 胡薇薇;新型单相多铁材料的合成及其磁电性质研究[D];吉林大学;2011年
8 马铭;超顺磁性氧化铁和LSMO/BCFO复合多铁薄膜的制备及其物性研究[D];华中科技大学;2011年
9 宁珅;氧负离子存储-发射材料发射性能的改善[D];中国科学技术大学;2011年
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1 董娅佩;静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米带与光催化性能研究[D];长春理工大学;2010年
2 张兴来;ZnO薄膜的制备和紫外探测器的研究[D];长春理工大学;2010年
3 朱曜峰;碳纤维负载TiO_2复相光催化材料的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 况琦;制备环境温度及紫外线灯照射改善ITO薄膜性能的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 贾波;铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶—凝胶法制备及性能[D];中国海洋大学;2010年
6 王芳;Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电纳米管的制备与表征[D];湘潭大学;2010年
7 束伟;(Bi,La)_4Ti_3O_(12)铁电纳米线及ZnO纳米场效应晶体管的制备及性能研究[D];湘潭大学;2010年
8 荣英凤;BDT铁电薄膜和ZnO纳米带压电性能的测试与表征[D];湘潭大学;2010年
9 张佳瑢;SrHfO_3:Ce闪烁陶瓷材料的制备及性能[D];沈阳理工大学;2010年
10 朱和凤;纳米电极界面功能膜的构建及其应用研究[D];河南师范大学;2010年
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1 李红;安庆锋;;微乳液法制备纳米材料的研究进展[J];山东陶瓷;2007年04期
2 温晓莉;陈长乐;陈钊;韩立安;高国棉;;ZnO基半导体薄膜材料的研究进展[J];材料导报;2007年S1期
3 戴结林;;sol-gel法制备掺Al的ZnO薄膜及其表面形貌表征[J];电子元件与材料;2009年07期
4 吕建国;宋学萍;孙兆奇;;Al掺杂ZnO薄膜原子力显微图像的多重分形研究[J];电子显微学报;2008年03期
5 张丽亭;魏凌;张杨;张伟风;;ZnO∶V薄膜后退火处理前后的微结构与发光特性[J];发光学报;2007年04期
6 李春萍;张健;濮春英;李金华;王晓华;;Fe掺杂ZnO纳米球的光学特性[J];发光学报;2010年02期
7 赵杰;胡礼中;宫爱玲;刘维峰;;衬底温度对PLD法制备ZnO薄膜结构及发光特性的影响[J];功能材料;2008年05期
8 赵婧;闫小琴;张跃;;In掺杂的ZnO纳米棒的共振Raman光谱研究[J];光散射学报;2009年04期
9 郑爽;李春萍;李金华;郭秀娟;;Co掺杂ZnO纳米棒的共振拉曼光谱和发光特性[J];光散射学报;2011年03期
10 胡业勤;陈善华;;拉曼光谱在复合材料界面研究中的应用[J];广西轻工业;2010年04期
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1 李建光;岩土类材料的损伤本构模型及其在冲击动力学问题中的应用[D];中国科学技术大学;2007年
2 程萍;非故意掺杂4H-SiC本征缺陷及退火特性研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 孙利杰;ZnO薄膜的掺杂和光电性质研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 朱夏明;掺氮氧化锌的光电特性及其在薄膜晶体管中的应用研究[D];浙江大学;2010年
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1 高蓉;一维纳米ZnO的制备及光致发光性质研究[D];西北大学;2008年
2 董玲玲;纳米金属胶体的制备及其SERS活性研究[D];华东师范大学;2008年
3 张健;低维氧化锌纳米材料光学特性的研究[D];长春理工大学;2009年
4 李永强;ZnO光学薄膜随机表面的形貌分析与光散射特性研究[D];南京理工大学;2010年
5 魏丽明;聚合物-ZnO复合纳米纤维材料的制备及表征[D];东北师范大学;2010年
6 许攀;光子晶体分形及滤波特性研究[D];北京邮电大学;2010年
【二级参考文献】
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1 戴护民;桂阳海;;气、光敏材料ZnO的掺杂改性研究[J];材料导报;2006年06期
2 修向前,张荣,徐晓峰,俞慧强,陈丽星,施毅,郑有炓;溶胶-凝胶法制备ZnO基稀释磁性半导体薄膜[J];高技术通讯;2003年03期
3 黄焱球,刘梅冬,曾亦可,李楚容,夏冬林,刘少波,韩健;ZnO超微粉的溶胶-凝胶法制备及晶体生长特征[J];硅酸盐学报;2001年06期
4 禹争光,杨邦朝,敬履伟;纳米氧化铋粉体的制备及对ZnO压敏电阻性能的影响[J];硅酸盐学报;2003年12期
5 王基庆,陈平平,李志锋,郭旭光,H.Makino,T.Yao,陈弘,黄绮,周均铭,陆卫;基于离子注入技术的GaMnN室温铁磁半导体制备及其表征[J];中国科学G辑:物理学、力学、天文学;2003年02期
6 陈诺夫,张富强,刘志凯,杨少延,柴春林,王占国,林兰英,杨君玲,胡文瑞,林兰英;室温铁磁性半导体Mn_xGa_(1-x)Sb[J];科学通报;2002年24期
7 刘文斌,徐光亮,刘桂香;添加剂在ZnO压敏陶瓷中作用机理的综述[J];南方金属;2004年02期
8 黄良安,周正国;射频溅射法制备Pb_(1-x)Co_xSe薄膜及物性研究[J];武汉大学学报(自然科学版);1999年03期
9 黄运华,张跃,贺建,戴英,顾有松,纪箴,展晓元,周成;氧化锌纳米带的低温无催化热蒸发制备及其表征[J];物理化学学报;2005年03期
10 刘娟;张跃;齐俊杰;贺建;黄运华;张晓梅;;掺铟氧化锌纳米盘的制备、结构及性质研究[J];物理化学学报;2006年01期
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3 张华;单建;;薄膜结构随机风场模拟和耦合风振响应分析[J];工程力学;2006年10期
4 杨陈;樊慧庆;李创;陈晋;;离子束辅助反应电子束蒸发TiO_2薄膜的结构和光学性能[J];材料科学与工程学报;2007年01期
5 王长国;杜星文;万志敏;;薄膜褶皱的非线性屈曲有限元分析[J];计算力学学报;2007年03期
6 侯旭峰;荆海;张会平;;ZnO纳米棒/薄膜结构的电沉积制备及性能[J];液晶与显示;2007年06期
7 罗春燕;郝永亮;韩霞;高瑛;刘洪来;;SEOS/h-PEO共混物薄膜的微观分相结构[J];功能高分子学报;2009年02期
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9 谭锋;杨庆山;张建;;薄膜结构褶皱分析的有限元法[J];工程力学;2006年S1期
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1 刘锦华;姚冰;郝万立;;温度条件对锆钒薄膜结构的影响[A];第十届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2009年
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3 徐艳姬;徐明霞;谢少桥;徐廷献;;TiO_2薄膜结构及氧敏性研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
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5 王晓姹;李志青;吴萍;姜恩永;白海力;;退火对于碳氮薄膜结构的影响[A];TFC'05全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
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1 记者 陈炳欣;强调环保议题 3M发布新款增亮膜[N];电子资讯时报;2006年
2 建材工业技术情报研究所所长 胡幼奕;悉尼奥运场馆建设及建材使用的启示(下)[N];中国建材报;2003年
3 ;培养皿中的数据存储[N];网络世界;2007年
4 素贞;悉尼奥运场馆建筑装饰材料的使用[N];中华建筑报;2003年
5 艳平;意大利的吹塑膜技术有独到之处[N];中国包装报;2007年
6 向畅;杨庆山:让“鸟巢”“水立方”抗百年大风[N];光明日报;2007年
7 闫晗郭力方;北京奥运场馆创世界“绿色”之最[N];人民日报海外版;2007年
8 王凌浩;国产非PVC医用共挤膜将大步入市[N];中国化工报;2005年
9 刘垠;新技术示范迈向产业化[N];大众科技报;2008年
10 乔地刘莉;科技部长解读“科技奥运”[N];科技日报;2008年
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1 乔磊;大尺度复杂张拉薄膜结构整体分析理论及其软件化[D];北京交通大学;2011年
2 马瑞;基于稳定理论的剪切薄膜褶皱发展过程及其动力特性研究[D];北京交通大学;2013年
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4 程昱川;几类层状超薄膜结构的分子光谱研究[D];吉林大学;2006年
5 王吉民;薄膜结构的风振响应分析和风洞试验研究[D];浙江大学;2001年
6 谭锋;张拉薄膜结构的褶皱和动力分析[D];北京交通大学;2007年
7 朱大鹏;过渡金属掺杂Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜的外延制备与性能研究[D];山东大学;2014年
8 万红霞;索和膜结构形状确定理论研究[D];武汉理工大学;2004年
9 兰伟;p型透明导电氧化物CuAlO_2薄膜的制备与性能研究[D];兰州大学;2007年
10 孙晓颖;薄膜结构风振响应中的流固耦合效应研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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1 马瑞强;充气展开薄膜管气固耦合特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 张增院;氧化银薄膜的制备和相关性质研究[D];郑州大学;2011年
3 吴震弘;TiO_2薄膜在不锈钢上防腐机理的研究及应用[D];浙江理工大学;2014年
4 李元行;KNN外延薄膜的制备与性能研究[D];中国科学技术大学;2014年
5 高建亮;钴基合金表面纳米Ti-O薄膜的制备及其疲劳性能与耐腐蚀性能的初步研究[D];西南交通大学;2014年
6 王靖宇;铜锌锡硫硒(CZTSSe)薄膜的制备工艺及性能表征[D];内蒙古大学;2014年
7 钱文超;反钙钛矿GaCMn_3外延薄膜的制备与物性研究[D];中国科学技术大学;2014年
8 张宏超;薄膜结构的找形方法和力学特性研究[D];西南交通大学;2003年
9 华岩;薄膜双向同步拉伸设备关键问题研究[D];长春工业大学;2014年
10 张冯章;氧族化合物半导体薄膜的制备及性能研究[D];西南交通大学;2014年
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