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半导体纳米材料制备与性能研究

田鸣  
【摘要】:半导体纳米材料因其独特性质和各种量子效应,使得其在各种功能器件的应用中发挥着重要作用,对未来社会信息化的发展也有着至关重要的影响。 本文叙述了两种半导体纳米材料的制备过程、表征和相关光学性能的测试。 第一,利用模板法制备AlN纳米线宏观阵列的过程。首先利用自主装生长出单层有序的PS球模板;然后利用蒸发法在PS球模板上制备出单分散Al纳米颗粒模板。通过扫描电子显微镜观察,对不同实验条件下所制备出的PS球模板和Al纳米颗粒模板进行形貌表征,从而提出了一套制备单分散金属纳米颗粒模板的最有效方法;采用模板法,在温度1100℃,恒温时间240min, N2气600torr条件下,制备出取向规律,且直径均匀、可控的AlN纳米线宏观阵列。 第二,利用溶胶凝胶法制备ZnO薄膜的过程。以二水合醋酸锌颗粒做为原料,乙二醇甲醚做为溶剂,乙醇胺作为稳定剂,按照一定的摩尔比配成溶液;在60℃水浴中充分搅拌制成溶胶;采用离心匀胶机旋涂2-3min后成ZnO薄膜;再将上述薄膜放入快速升温管式炉内,在300℃下烧结10min,自然冷却最终成膜。本论文主要研究采用不同旋涂转速对所制备薄膜的结构、光学性质的影响。采用X射线衍射仪分析薄膜样品晶相结构,结果表明用此法制备的ZnO薄膜具有c轴择优取向,且随旋涂转速的增大,(100)和(101)晶面族的衍射峰逐渐消失,(002)衍射峰增强且宽化,说明旋涂转速对薄膜的晶向成长有一定的影响。利用紫外-可见光分光光度计测试ZnO薄膜的透射光谱,研究表明该法制得的ZnO薄膜具有很好的透光性,透光率高达92%,并利用吸收系数与禁带宽度的关系计算了薄膜的禁带宽度,结果显示ZnO薄膜的光学带隙随着旋涂转速升高而增大,表明旋涂转速可以在一定范围内实现对ZnO薄膜光禁带的可调。


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