氧化物半導(dǎo)體納米線的制備與物性研究.pdf

1、透明導(dǎo)電氧化物( Transparent conductive oxide，簡稱TCO)薄膜在可見光范圍內(nèi)既具有高的透明度(寬帶隙)，也具有高的電導(dǎo)率，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于平面顯示、太陽能電池、低輻射窗、特殊功能窗口涂層及其它光電器件領(lǐng)域，其社會經(jīng)濟價值顯而易見。雖然過去幾年TCO材料得到了蓬勃發(fā)展，但其應(yīng)用性仍存在很大的限制，目前僅局限于作為透明電極或紅外反射涂層膜等使用，難以成為真正意義上的“透明器件”。究其原因：這些TCO大多都是n型

2、導(dǎo)電材料，而p型TCO材料非常少，且其導(dǎo)電性與n型TCO相差甚遠，通常電導(dǎo)率低3～4個數(shù)量級，無法實現(xiàn)具有良好性能的全透明p-n結(jié)。因此性能優(yōu)良的p型TCO材料成為目前拓展透明導(dǎo)電氧化物應(yīng)用所必須面對的課題。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果摘要如下：
　　1.采用溶膠-凝膠法制備了CuAl1-xNixO2(x=0，0.02，0.04和0.06)多晶樣品，樣品的晶體結(jié)構(gòu)由X射線粉末衍射式樣確定，結(jié)果顯示樣品為具有銅鐵礦結(jié)構(gòu)的單相多晶體，同時

3、我們也可以看到，當 Ni2+摻雜濃度分別為2％、4％、6％時，它們的衍射峰位置與樣品摻雜前的衍射峰位置保持不變，均沒有觀察到雜相產(chǎn)生。我們還對樣品在300～1100k溫區(qū)的電導(dǎo)率進行了測量，所有樣品在測量溫區(qū)的導(dǎo)電符合半導(dǎo)體導(dǎo)電行為。隨著Ni2+離子摻雜量的增加，樣品電導(dǎo)率迅速提高。室溫下，其室溫電導(dǎo)率為5.7×10-2S cm-1；對于x=0.06的樣品，其室溫電導(dǎo)率為4.12×10-1S cm-1，比未摻雜樣品的電導(dǎo)率提高了近一個數(shù)

4、量級。摻雜樣品300k～400k溫區(qū)下的電輸運機制符合小極化子模型。
　　2.把模板法的優(yōu)點和簡單的溶膠-凝膠工藝結(jié)合起來，在納米氧化鋁模板孔洞中成功地制備了CuAlO2的有序納米線陣列。掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)果顯示，AAO模板孔洞分布均勻，孔徑基本一致(約50nm)，孔口呈六邊形。透射電子顯微鏡(TEM)結(jié)果顯示CuAlO2納米線的直徑約50nm(與AAO模板孔徑一致)，長度約為10μm，具有很好的均勻分散性。X射線衍射(X