ZnO納米晶的摻雜、組裝及光學(xué)性質(zhì)調(diào)控.pdf

1、膠體氧化鋅納米晶是一類非常重要的半導(dǎo)體材料，與傳統(tǒng)薄膜材料相比它有許多優(yōu)勢，如優(yōu)異的光電性能、易于制備和加工。不同摻雜和微結(jié)構(gòu)（包括晶粒尺寸、取向、形貌、維度和結(jié)晶度）的氧化鋅性能也有顯著差異。因此，人們嘗試通過多種方法合成尺寸和形貌可控的氧化鋅納米晶。其中，溶劑熱法被證明是制備高結(jié)晶度氧化鋅納米晶的較好方法。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)配體或種子法生長可以有效調(diào)節(jié)納米晶的尺寸和形狀的各向異性，以用于特殊的用途。
　　摻雜或合金化是調(diào)控半導(dǎo)體納米

2、晶電學(xué)和光學(xué)性能的重要手段。關(guān)于傳統(tǒng)的低濃度摻雜的研究工作有很多，但關(guān)于合金氧化物納米晶生長的文獻(xiàn)資料卻很少。另外，當(dāng)兩種氧化物晶格結(jié)構(gòu)不同時，它們之間的合金化會遇到溶解度低或者相分離的問題。因此，對摻雜機(jī)理和生長行為的深入了解有利于提高合金化溶解度并阻礙相分離。
　　鑒于鎂鋅氧和鈹鎂鋅氧合金納米晶有潛力用于深紫外光電探測器、勢壘層和激光器件，在這里，我們深入探究它的生長行為，主要工作包括：
　　1.以硬脂酸鋅、乙酰丙酮鋅、

3、硬脂酸鎂和乙酰丙酮鎂中的一種或兩種為前驅(qū)物，通過一步法制備鎂鋅氧合金納米晶。并利用XRD和光學(xué)表征等手段研究了不同前驅(qū)物得到MgZnO樣品的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能。當(dāng)反應(yīng)物中鎂含量增加到一定值時，產(chǎn)物從六方相逐漸變化為立方相。不同前驅(qū)物的不同分解速率會影響合金產(chǎn)物的結(jié)晶度和相分離。乙酰丙酮鎂和乙酰丙酮鋅反應(yīng)得到的MgZnO合金納米晶結(jié)晶度最高，能帶最寬，達(dá)到了3.9 eV。
　　2.通過調(diào)節(jié)鎂摻雜含量我們得到了零維球狀、二維花狀和三維花束

4、狀MgZnO納米結(jié)構(gòu)。高分辨電鏡的結(jié)果表明最初生成的MgZnO納米顆粒在特定面連接繼而組裝為二維和三維結(jié)構(gòu)。我們提出了一種基于摻雜-配體-生長關(guān)系的連接組裝機(jī)制，傅里葉紅外光譜和熱重分析結(jié)果支撐了該機(jī)制。
　　3.我們通過向MgZnO合金中引入少量的Be得到了單相纖鋅礦BeMgZnO合金納米晶。XRD和ICP-AES分析表明，Be摻雜能提高鎂鋅氧合金中鎂的溶解度，提高合金的結(jié)晶質(zhì)量并抑制合金發(fā)生相分離，制備的四元合金帶隙可達(dá)4.3