溶胶-凝胶法制备Y2O3掺杂ZnO压敏薄膜及其电性能（英文）

研究溶胶-凝胶法制备不同浓度Y2O3掺杂对ZnO-Bi2O3压敏薄膜微观结构和电性能的影响。研究结果表明:Y2O3掺杂ZnO薄膜在750°C空气气氛下退火1h,ZnO薄膜的特征峰与ZnO的六方纤锌矿结构相匹配;ZnO晶粒直径随着掺杂量的增加而减小,Y2O3稀土掺杂氧化锌晶粒细化;薄膜厚度均匀且每一层厚度约80nm。研究结果还表明:当Y3+掺杂浓度为0.2%(摩尔分数)时,ZnO薄膜的非线性伏安特性最好,其漏电流为0.46mA,电位梯度为110V/mm,非线性系数为3.1。     

溶胶-凝胶法制备ZAO薄膜研究

研究了用溶胶．凝胶法制备ZAO薄膜的工艺、掺杂及其显微结构。用六水合氯化铝在溶胶中引入Al2O3。掺杂Al的含量为1％，3％，6％和9％。用浸涂法在石英玻璃基片上浸涂ZnAO薄膜，研究了热处理、掺杂对ZAO薄膜相组成和显微结构的影响。X射线衍射结果表明，衍射图谱中无Al2O3的衍射峰。随着掺杂量的变化，ZnO主要衍射峰的位置、晶面间距均发生了有规律的变化，说明Al掺杂进了ZnO晶格中。研究结果表明，溶胶浓度、Al掺杂量、热处理温度都影响薄膜的显微结构。当薄膜厚度较大时，热处理过程中ZnO晶粒呈现明显的择优生长现象。     

溶胶-凝胶法制备ZAO薄膜研究

研究了用溶胶-凝胶法制备ZAO薄膜的工艺、掺杂及其显微结构.用六水合氯化铝在溶胶中引入Al2O3.掺杂Al的含量为1%,3%,6%和9%.用浸涂法在石英玻璃基片上浸涂ZnAO薄膜,研究了热处理、掺杂对ZAO薄膜相组成和显微结构的影响.X射线衍射结果表明,衍射图谱中无Al2O3的衍射峰.随着掺杂量的变化,ZnO主要衍射峰的位置、晶面间距均发生了有规律的变化,说明Al掺杂进了ZnO晶格中.研究结果表明,溶胶浓度、Al掺杂量、热处理温度都影响薄膜的显微结构.当薄膜厚度较大时,热处理过程中ZnO晶粒呈现明显的择优生长现象.     

Sb2O3/CeO2共掺杂ZnO薄膜的研究

采用射频磁控溅射技术制备Sb2O3/CeO2共掺杂ZnO薄膜,研究了薄膜的结构及紫外光吸收性能.结果表明:Sb2O3和CeO2共同掺入ZnO薄膜后,ZnO(002)晶面的XRD衍射峰强度明显下降,ZnO薄膜呈混晶方式生长;共掺杂ZnO薄膜的紫外吸收性能明显优于纯ZnO薄膜,Sb对掺杂ZnO薄膜的结构和紫外吸收性能的影响...     

ZnO掺杂对ZnSb相变薄膜结构和电学特性的影响

目的通过掺杂不同量的ZnO提升ZnSb相变薄膜的晶化温度和晶态膜电阻。方法采用磁控溅射双靶共溅方式制备不同含量ZnO掺杂的ZnSb薄膜,使用真空四探针设备原位测试薄膜电阻随温度的变化情况,用EDS、DSC、XRD、Raman、FESEM、UV-Vis分别对薄膜的成分、晶化温度和熔点、掺杂薄膜的结构、薄膜厚度、表面形貌以及光学带隙进行分析。结果 ZnO掺杂量为1.6%时,Zn O掺杂提升了薄膜的晶化温度和晶态薄膜的电阻,并抑制了ZnSb晶粒的长大。薄膜的晶化温度由253℃提升至263℃,光学带隙由0.37 eV提升至0.38 eV,掺杂薄膜晶粒大小为20 nm左右,远低于未掺杂的50 nm。掺杂薄膜内的O原子更易与Sb结合,过多的Zn O掺杂会使薄膜结晶后形成Sb_2O_3晶粒,使薄膜的晶化温度下降。结论低含量ZnO掺杂的ZnSb薄膜具有更高的晶化温度、更细小的ZnSb晶粒以及更高的膜电阻;过量的Zn O掺杂使薄膜在结晶后产生分离的Sb_2O_3相,恶化薄膜性能。     

铝掺杂对ZnO:Al薄膜结晶性能与微观组织的影响

以二水合醋酸锌为原材料,采用溶胶-凝胶浸涂法在钠钙玻璃基片上制备了具有c轴择优取向的ZnO:Al薄膜,考察了铝掺杂浓度对薄膜结晶性与微观组织结构的影响.结果表明:铝掺杂使ZnO薄膜(002)晶面的2θ向高角度方向偏移,c轴择优取向性增强,晶粒变小(15～20 nm).当铝掺杂浓度(摩尔分数)为1%～2%时,微观组织结构变得致密均匀;当铝掺杂浓度大于2%时,发生颗粒团聚现象;在高掺杂浓度下(5%和8%),出现大尺寸片状ZnO:Al晶粒异常长大,生长出特殊形貌的薄膜.     

基于团簇加连接原子模型定量分析阳离子掺杂ZnO电子载流子浓度

目的定量分析阳离子掺杂ZnO材料中最优化阳离子掺杂量及电子载流子浓度。方法基于团簇加连接原子模型,解析并建立阳离子掺杂ZnO材料的团簇式结构,计算最优阳离子掺杂量条件下的电子载流子浓度。根据理论分析结果,设计Sn掺杂ZnO材料,并利用磁控溅射方法制备Sn掺杂ZnO薄膜。通过紫外可见分光光度计、霍尔效应测试仪等分别评价Sn掺杂ZnO薄膜的透光率和电子载流子浓度。结果以纤锌矿ZnO为研究体系,基于团簇加连接原子模型,建立纤锌矿ZnO的团簇式{[Zn-O4]Zn3}。在此基础上,建立纤锌矿ZnO超团簇结构:{中心团簇式}-{第一近邻团簇式}6-{连接团簇式}={[Zn-O4]Zn3}-{[Zn-O4]Zn3}6-{[Zn-O4]Zn3}=Zn32O32。基于纤锌矿ZnO超团簇结构,建立阳离子掺杂ZnO的超团簇结构{[M-O4]Zn3}-{{[M-O4]Zn3}{[Zn-O4]Zn3}5}-{[M-O4]Zn3}=M3Zn29O32,给出最优化元素配比AM︰AZn=10.34%。根据阳离子掺杂ZnO的超团簇结构M3Zn29O32,定量计算出Al3Zn29O32的最优化电子载流子浓度为3.935×10^21 cm^–3,并分析实际应用的AlZn31O32薄膜的电子载流子浓度仅为最优化理论值1/10的原因。最终,设计并制备SnZn31O32薄膜,其在可见光波段(450~800nm)的平均透光率为80.25%±1.74%,电子载流子浓度为(7.72±1.68)×10^20 cm^–3。结论团簇加连接原子模型能够定量解析阳离子掺杂ZnO材料体系中掺杂量与电子载流子浓度,可为设计高性能阳离子掺杂ZnO材料提供理论指导。基于团簇加连接原子模型设计的SnZn31O32薄膜,具备透明导电性质,通过进一步的研究,有望成为具有高电子载流子浓度的新型透明导电氧化物材料。     

掺杂浓度对Al-F共掺杂ZnO透明导电薄膜性能的影响

通过溶胶-凝胶法制备了不同Al-F掺杂浓度的ZnO薄膜,研究了薄膜的晶体结构、表面形貌、电阻率和透光性随着掺杂浓度的变化情况。结果表明：制备的ZnO∶F∶Al薄膜具有高度的C轴择优取向性,薄膜表面平整、晶粒均匀致密。当Al3＋和F-的掺杂浓度皆为0.75at%时,薄膜的平均晶粒尺寸最大为43.8nm;导电性能最好,电阻率可低至1.02×10^-2Ω.cm;在可见光范围内薄膜的平均透过率超过90%,吸收边出现明显的蓝移现象。     

氨水和NaOH水溶液中生长ZnO薄膜的对比研究

研究在Zn(NO3)2/NaOH和Zn(NO3)2/NH3H2O水溶液体系中ZnO薄膜的生长条件.通过X射线衍射仪和扫描电镜对薄膜进行了表征.两种碱性体系生长的薄膜是六方纤锌矿结构;晶体垂直于衬底沿(002)方向择优生长,随着生长溶液浓度的增大,薄膜柱晶的直径会逐渐增大.NaOH系统生长的ZnO薄膜厚度较薄,致密度较小,NH3H2O系统生长的薄膜中棒晶排列较为密集.对于NaOH生长系统,锌的浓度由于受到限制,导致生长的柱晶直径较小.氨水系统中由于[Zn(NH3)4]2 的缓冲作用,获得的ZnO晶粒直径可以在纳米到微米范围内变化.     

掺杂TiO_2对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响

以ZnO粉末为主要原料,以TiO2、Bi2O3、MnO2、Co2O3、Sb2O3为组元,在常规电子陶瓷生产工艺下制备低压化ZnO压敏陶瓷。将掺杂TiO2的陶瓷片与未掺杂TiO2的陶瓷片进行对比分析,确定最佳掺杂量。采用能谱仪分析瓷片的微区成分,采用SEM观察瓷片断口形貌,利用压敏电阻直流参数仪测量瓷片的电学性能。研究结果表明,瓷片内部主要存在富Bi晶界、Bi贫化晶界和晶粒直接接触晶界;TiO2对ZnO晶粒有助长作用,不掺杂纳米TiO2陶瓷是11.4μm,掺杂纳米TiO2高达30.5μm;当TiO2掺杂量为1.5%mol时瓷片电学性能较优,即压敏电压为31.2 V/mm、漏电流为0.028 m A及为非线性系数为20.1。     

稀土Pr6O11掺杂水平对ZnO-Pr6O11-Co3O4-TiO2压敏电阻材料的微观结构和电学性能的影响

通过传统陶瓷工艺,在1350℃下烧结得到了不同稀土Pr6O11掺杂水平的ZnO-Pr6O11-Co3O4-TiO2压敏电阻材料,研究了Pr6O11掺杂水平对压敏电阻材料微观结构和电学性能的影响。结果表明:随着Pr6O11掺杂水平的变化,样品相组成没有发生变化,样品由ZnO、Pr6O11、Zn2TiO4和PrTiO34种相组成;Pr6O11掺杂既能促进样品烧结致密,还可抑制ZnO晶粒的生长;在Pr6O11掺杂量不超过2.0mol%时,Pr6O11掺杂水平提高可提高样品压敏电压,在Pr6O11掺杂量不超过1.5mol%时,Pr6O11掺杂水平提高可提高样品非线性系数,降低漏电流。     

Y-TiO2薄膜的超声波—溶胶—凝胶法制备及表征（英文）

提出了一种制备Y掺杂TiO2薄膜的新方法。采用溶胶-凝胶法结合超声技术,以钛酸四丁酯为前驱体制备Y-TiO2溶胶,分别采用XRD、SEM、FT-IR和UV-vis对样品的组成与结构进行了表征。结果表明:Y3+掺杂可较好地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的相变,提高了相变温度,抑制了晶粒生长。Y掺杂TiO2薄膜的晶型结构为锐钛矿相结构,晶型为锐钛矿相,粒度为6~16nm。Y3+掺杂能引起TiO2光学吸收边的"红移",带隙变窄,红移程度随掺杂量增加而增大,随温度升高而减小。薄膜表面平整,厚度约80nm。     

Ag-Al共掺杂ZnO薄膜的结构及其光学性能的研究

采用溶胶-凝胶工艺在普通玻璃基片上制备了Ag+、Al3+共掺Zno薄膜,通过XRD、紫外分光光度计和金相显微镜等设备,研究了掺杂Ag和Al对半导体ZnO薄膜组织结构和光学性能的影响.结果表明,掺杂Ag和Al对ZnO薄膜结构和光学性能的影响因浓度不同而有差异.Ag+、Al3+掺杂浓度为1%时,摩尔比为4:1;固定Ag+浓度为1.5%,Al3+浓度为0.5%;Ag+、Al3+浓度为3%,摩尔比为4:1,提拉次数15次时,ZaO薄膜的结构、透光率最好.     

Zn靶与掺铝ZnO靶共溅射制备ZnO:Al薄膜及其性能

采用Zn靶和ZnO(掺2%Al2O3(质量分数))陶瓷靶在玻璃衬底上共溅射沉积Al掺杂ZnO薄膜,即ZnO:Al透明导电薄膜,研究Zn靶溅射功率(0～90 W)和衬底温度(室温、100℃和200℃)对薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。结果表明:按双靶共溅射工艺制备的ZnO:Al薄膜的晶体结构均为六角纤锌矿结构,且随着Zn靶溅射功率的增加,薄膜的结晶质量呈现出先改善后变差的规律,薄膜中的载流子浓度逐渐升高,电阻率逐渐降低,而薄膜的光学性能受其影响不大;随着衬底温度的升高,薄膜的结晶性能得到改善,薄膜的可见光透过率增强,电阻率降低。     

Eu0.12Y1.88-xO3-δ(M=Mg,Ca)纳米晶的制备及光致发光性能

在超声波作用下以均匀沉淀法制备Eu0.12Y1.88-xMxO3-δ(M=Mg,Ca)纳米晶荧光粉,用x射线衍射仪(xRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱对其进行表征,研究掺杂Mg2 、Ca2 对Y2O3:Eu3 纳米品光致发光(PL)性能的影响.结果表明,掺杂Mg2 后,Y2O3:Eu3 的PL发射强度减弱,而掺杂Ca2 后Y2O3:Eu3 的PL发射强度得到明显增强,掺杂浓度高至15%(摩尔分数)后仍具有优良的发光性能,大大提高掺杂Y2O3:Eu3 纳米品的猝灭浓度.样品Eu0.12Y1.78Ca01003-δ具有最佳PL发射强度,是未掺杂Y2O3:Eu3 的2.4倍,且色纯度显著提高.掺杂样品PL性能的增强可归因于Eu3 的电荷迁移带(CTS)与接近Y(4d 5s)导带处缺陷态的叠加,与掺杂离子的电负性及掺杂离子后样品的晶粒尺寸、结构对称性有关.     

薄膜厚度对Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜结构及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在Si/SiO2/Ti/Pt基片上制备了不同厚度(正比于薄膜层数)的钇(Y)掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了膜厚度对薄膜结构和介电性能的影响。原子力显微镜(AFM)表明,Y掺杂BST薄膜可显著改善表面形貌,且强烈依赖于薄膜厚度。当薄膜厚度适中(即当层数为8)时,表面晶粒细小、致密、均匀,晶界分明。X射线衍射(XRD)表明,Y掺杂BST薄膜显示钙钛矿结构,主要沿(110)晶面生长。随着薄膜厚度的增加,BST(110)峰的衍射强度先增后减,表明薄膜的相结构与薄膜厚度直接相关。Y掺杂BST薄膜显示优异的综合介电性能,且随着膜厚的增加,电容或介电常数减小。8层薄膜的综合介电性能最优,零偏压时的电容为17.8pF(介电常数130)、介电损耗为0.0057,调谐率为32%,优值因子为56,可满足微波调谐器件的需要。同时,就有关机理进行了分析。     

Eu0.12Y1.88-xMxO3-δ（M=Mg,Ca）纳米晶的制备及光致发光性能

在超声波作用下以均匀沉淀法制备Eu0.12Y1.88-xMxO3-δ（M=Mg,Ca）纳米晶荧光粉,用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、荧光光谱对其进行表征,研究掺杂Mg2＋、Ca2＋对Y2O3：Eu3＋纳米晶光致发光（PL）性能的影响。结果表明,掺杂Mg2＋后,Y2O3：Eu3＋的PL发射强度减弱,而掺杂Ca2＋后Y2O3：Eu3＋的PL发射强度得到明显增强,掺杂浓度高至15%（摩尔分数）后仍具有优良的发光性能,大大提高掺杂Y2O3：Eu3＋纳米晶的猝灭浓度。样品Eu0.12Y1.78Ca0.10O3-δ具有最佳PL发射强度,是未掺杂Y2O3：Eu3＋的2.4倍,且色纯度显著提高。掺杂样品PL性能的增强可归因于Eu3＋的电荷迁移带（CTS）与接近Y（4d＋5s）导带处缺陷态的叠加,与掺杂离子的电负性及掺杂离子后样品的晶粒尺寸、结构对称性有关。     

基片温度对Co掺杂ZnO薄膜室温铁磁性的影响

采用磁控共溅射法在Al2O3(0001)基片上沉积了Zn1-xCoxO(x=0.08～0.3%)薄膜,研究了基片温度对Co掺杂ZnO薄膜结构和磁性的影响.结果表明:Al2O3(001)基片很好地诱导了ZnCoO薄膜(002)取向生长,并且所有的薄膜均显示室温铁磁性.较低的基片温度不仅能有效抑制薄膜中Co2O3杂质相的产生,而且薄膜磁矩较大.紫外-可见光谱也表明,薄膜中Co2 取代了ZnO中Zn2 的位置.     

Y掺杂BST薄膜介电性能研究

用改进溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si上制备了钇(Y)掺杂Ba_0.6Sr_0.4TiO_3 (BST)薄膜,研究了Y掺杂对BST薄膜表面结构和介电性能的影响.XPS结果表明,Y掺杂有利于薄膜钙钛矿结构的形成,但对氧空位没有明显的抑制作用.SEM和AFM结果表明,Y掺杂能缓解薄膜应力、减少薄膜裂纹、细化晶粒,进而改善薄膜的表面结构.在进行Y掺杂后,薄膜的介电性能得到明显提高,40 V外加电压下的介电调谐率大于40%及零偏压下介电损耗为0.0210,优化因子大于20.     

Ti4+掺杂对SnO2基压敏陶瓷电学性能的影响

研究了TiO2掺杂浓度对SnO2-Bi2O3-Nb2O5-Sb2O3-MnO基压敏陶瓷非线性特性的影响.利用X射线衍射(XRD)与扫描电镜对相组成和微结构的分析表明:TiO2的添加没有新的相生成.随着TiO2含量的增加,密度与晶粒尺寸均明显减小,压敏电压(EB)以及非线性系数(α)随TiO2掺杂量的增加而增加.当掺杂浓度为3%,烧结温度为1250℃时样品具有最高的压敏电压(EB=1169 V/mm)和非线性系数(α=56).