Mn摻雜對ZnO納米晶的結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能的影響.pdf

1、稀磁半導(dǎo)體擁有電子的電荷及自旋兩大性質(zhì)。同時利用電子的電荷及自旋特性制作出的光電子器件將對于未來的信息技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響?，F(xiàn)在制備稀磁半導(dǎo)體的方法越來越多，如分子束外延(MBE)、脈沖激光沉積法(PLD)、磁控濺射、溶膠-凝膠(Sol-Gel)以及水熱法等。
　　ZnO是一種Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料。它具有很大的禁帶寬度及激子束縛能，它們分別能達(dá)到3.37eV和60meV。同時一維納米結(jié)構(gòu)作為ZnO最具有代表性的結(jié)構(gòu)，其具有相當(dāng)復(fù)

2、雜的缺陷能級，這種缺陷對于半導(dǎo)體材料的性能具有很大的意義。因此ZnO納米材料在一些器件上具有廣泛的應(yīng)用。
　　Mn和Co是目前應(yīng)用于制作稀磁半導(dǎo)體最廣泛的兩種元素。本文主要利用水熱法制備了Mn摻雜的ZnO基納米稀磁半導(dǎo)體，并利用XRD（X射線衍射）、SEM（掃描電子顯微鏡）和PL（光致發(fā)光）譜分別對所制樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌及光學(xué)特性的表征。本文主要從以下四個方面對Mn摻雜的ZnO基稀磁半導(dǎo)體的特性進(jìn)行了研究:
　　一、利用水

3、熱法制備不同摻雜濃度的Mn摻雜ZnO納米晶，并分析了摻雜濃度對Mn摻雜ZnO納米晶的影響。分析結(jié)果表明:不同摻雜濃度的樣品都為纖鋅礦結(jié)構(gòu)，且其衍射峰都具有明顯的c軸取向。隨著Mn摻雜量的增加，樣品的晶格常數(shù)增大，樣品的紫外發(fā)光峰先紅移后藍(lán)移。適當(dāng)?shù)腗n摻雜能促進(jìn)ZnO納米線的橫向生長。
　　二、利用水熱法制備不同襯底（普通玻璃和ITO玻璃）的Mn摻雜ZnO納米晶，分析了襯底材料對Mn摻雜ZnO納米晶的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，襯底材料對

4、生長Mn摻雜的ZnO納米棒的形貌及光學(xué)性質(zhì)有很大影響，納米棒的平均直徑與襯底密切相關(guān)。
　　三、利用水熱法制備不同生長時間的Mn摻雜ZnO納米晶，分析了生長時間對Mn摻雜ZnO納米晶的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著生長時間的增加，樣品的(002)衍射峰的強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。并且隨著生長時間的增加，樣品的結(jié)晶程度增強(qiáng)，納米棒的直徑也隨之變大，納米棒的光致發(fā)光強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。
　　四、利用水熱法制備不同生長溫度的Mn摻雜ZnO納米晶，分析了