过渡金属掺杂ZnO稀磁半导体的发光特性

ZnO是一种宽带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体,具有良好的光电耦合特性和稳定性,在光、电、磁功能集成等新型器件方面可获得重要应用.近来的研究表明,过渡金属掺杂的ZnO基半导体有望成为实现高居里温度稀磁半导体的候选材料,是目前研究的热点.总结了近几年人们在Fe、Co、Ni、Cu、Mn等过渡金属掺杂的ZnO基稀磁半导体的发光特性研究结果,讨论了过渡金属掺杂后ZnO中观察到的可见发光机制,分析认为过渡金属掺杂ZnO的可见光发射主要与这些发光过渡金属引入后所产生的缺陷有关,而紫外发光峰的变化则与过渡金属掺入后ZnO晶体质量与禁带宽度的改变相关.     

Au-N共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,结合广义梯度近似(GGA)研究了Au、N共掺杂纤锌矿ZnO的能带结构、电子态密度,以及复介电函数、光学吸收等光学性质,并与本征ZnO和N掺杂ZnO情况进行了对比.计算结果表明Au、N共掺杂ZnO仍是直接带隙半导体材料,掺杂后ZnO的带隙收缩,价带展宽.在价带顶电子密度分布较N掺杂ZnO情况的局域性减弱,更有利于获得p型ZnO.与未掺杂ZnO相比,介电函数和吸收系数在可见和紫外区域得到显著增强.     

ZnO宽带隙半导体及其基本特性

ZnO半导体是宽带隙半导体领域中继GaN和SiC之后的研究热点.同时,作为一种氧化物半导体,ZnO半导体在能带结构、晶格缺陷、抗辐照特性以及电学性质等方面具有特殊性,已有的研究中还存在一些不同的认识.本工作在阐述ZnO的晶体结构和基本性质基础之上,对其能带结构和缺陷特征、电子输运以及P型掺杂等主要的半导体特性研究现状进行了较为全面综述和分析.由于ZnO半导体具有高的激子束缚能、优良的电子输运性质、强抗辐照特性以及低成本和环境友好等显著特征,它是未来半导体光电子领域极具应用潜力的新一代宽带隙半导体材料,但是到目前为止,p型掺杂技术仍然是ZnO半导体器件面临的最大挑战.     

铝掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

研究了微量铝(Al)掺杂对氧化锌(ZnO)压敏陶瓷显微结构、电性能和本征点缺陷浓度等方面的影响及其作用机理。研究结果表明, 介电损耗峰值能够在一定程度上反映ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度, 微量Al掺杂能够引起ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度的显著降低。氧空位缺陷对应的损耗峰峰值从88.82下降到1.74, 锌填隙缺陷对应的损耗峰峰值从133.38下降到8.14。随着Al掺杂量的增加, ZnO压敏陶瓷平均晶粒尺寸从9.15 μm逐渐下降到6.24 μm, 而压敏电压从235 V/mm逐渐提高到292 V/mm。可见Al掺杂抑制了ZnO压敏陶瓷中本征点缺陷的形成, 而本征缺陷浓度的降低导致材料显微结构和电性能发生明显变化。本文阐述了Al掺杂对ZnO压敏陶瓷本征缺陷的影响机理, 建立了ZnO压敏陶瓷显微形貌、电性能、介电性能和本征点缺陷之间的联系。     

BSCCO超导体中均匀排布ZnO缺陷的纳米复合制备

通过纳米复合掺杂的方法,在BSCCO超导体中引入了均匀排布的纳米ZnO缺陷.研究并比较了不同掺杂方法对超导体性能以及ZnO在超导体中分布状态的影响.测试结果表明,不同掺杂方法所制备的样品均有明显的超导现象;经HRSEM表征,纳米复合掺杂所得样品中ZnO缺陷呈线状均匀排布,粒径约为100 nm.     

温度对Fe、Co掺杂ZnO纳米材料光学性质的影响

采用改进的微乳液法制备了Fe、Co掺杂ZnO纳米材料,并对制备材料的结构和形貌分别进行了X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)表征。为了明确温度对ZnO纳米材料光学性质的影响,使用温控仪进行降温操作,对制备的ZnO及Fe、Co掺杂ZnO材料进行了光学性质的对比研究,得到变温条件下ZnO及Fe、Co掺杂ZnO纳米材料随温度改变而变化的发光光谱。并分析了Fe、Co掺杂导致缺陷能级的改变,进而分析了其对ZnO纳米材料发光特性的影响。     

片花状碳掺杂ZnO光催化剂的制备及其对环丙沙星的降解

采用低温回流法,以葡萄糖为碳源,硝酸锌和氢氧化钠为原料制备碳掺杂ZnO光催化剂.通过比表面积分析仪、光电流等测试手段对光催化剂的结构和性能进行了表征.探讨碳掺杂量对ZnO光催化性能的影响,并进一步研究其对环丙沙星的降解活性.研究结果表明,碳加入量为0.6 wt％时,碳掺杂ZnO光催化剂(CZ-0.6)光催化有效性能最佳...     

ZnO上肖特基接触的研究进展

由于ZnO存在本征施主缺陷(锌间隙和氧空位),使得表面存在较高浓度的施主能级,难以获得肖特基接触.本文回顾了近年来在n型ZnO上制备肖特基接触的研究进展,对n型ZnO上制备肖特基接触的Au、Pt、Pd、Ag等金属方案的性能与特点,以及影响接触性能等因素,如表面处理和退火等进行了分析与归纳.同时,对P型ZnO上难以获得肖特基接触的原因进行了讨论.另外,由于Au、Pt等金属普遍存在热稳定差的问题,会降低ZnO基大功率器件的寿命,寻找能与n型ZnO能形成高热稳定性、低泄露电流、高势垒高度的肖特基接触材料是未来ZnO上肖特基光电器件的发展方向.     

稀土掺杂 ZnO 薄膜的研究进展

综述了近年来国内外稀土掺杂ZnO薄膜的研究现状,总结了稀土掺杂的方式及稀土掺杂对ZnO薄膜的结构、光、电、磁学性能以及抗腐蚀性能的影响,并介绍了稀土掺杂ZnO薄膜在气敏传感器方面的应用,最后探讨了稀土掺杂ZnO薄膜存在的问题及今后可能的研究方向.     

纳米ZnO气敏传感器研究进展

半导体金属氧化物气敏传感器被广泛应用于有毒性气体、可燃性气体等的检测.ZnO是一种重要的半导体气敏材料,特别是纳米ZnO,由于其粒子尺寸小,比表面积大,成为被广泛研究的气敏响应材料之一.简要介绍了纳米ZnO气敏传感器的气敏机理、主要特性,综述了通过新型纳米形貌、结构制备以及元素掺杂改性提升纳米ZnO气敏性能等方面的研究进展,并进一步指出了纳米ZnO气敏传感器研究中存在的问题和未来的研究方向.     

一维ZnO纳米结构掺杂的研究进展

一维ZnO纳米结构,具有宽带隙半导体性、压电性、室温下大激子束缚能、各向异性、低维结构等特性,故被广泛深入地研究应用于诸多领域。采用各种途径生长的形貌丰富的一维ZnO纳米结构,被广泛应用于纳米发电机、太阳能电池、光电化学分解水、发光二极管、激光器、气体敏感器件、自旋电子器件等领域。然而,本征一维ZnO纳米结构还存在很多缺点,限制其应用范围。通过掺杂可以增强或赋予其某些特殊功能,近年来一维ZnO纳米结构掺杂引起研究者的极大关注。从掺杂类型的角度出发,综述了近年来国内外一维ZnO纳米结构掺杂方面的研究进展,包括n型、p型、稀磁半导体以及其它掺杂,讨论了一维ZnO纳米结构掺杂存在的主要问题,并对进一步研究与开发提出展望。     

p型ZnO掺杂及其发光器件研究进展与展望

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族宽带隙半导体,具有很多优异的的光电性能.但一般制备出的ZnO薄膜材料均是n型,很难实现p型的掺杂.ZnO的p型掺杂是实现其光电器件应用的关键技术,也是目前ZnO研究的关键课题.目前在p型ZnO的掺杂理论和实验方面都有很大的进展,对此进行了详细的分析与论述,并且展望了p型ZnO薄膜制备的前景.     

ZnO基紫外探测器的研究进展与关键技术

近年来,ZnO基紫外探测器由于其优异的光电特性,已成为紫外探测领域研究中的新热点之一。介绍了近年来国内外不同结构类型的ZnO基紫外探测器的研究状况,并对影响探测器性能的ZnO的光电导特性、薄膜微结构、掺杂、金半接触等关键技术进行了探讨,指出推动ZnO紫外探测器实用化进程的关键在于制备高质量的掺杂薄膜以及进一步提高器件的量子效率。     

纳米ZnO中Al的掺杂及其在水溶液中光催化性能的研究

分别用热物理法制备ZnO、掺Al/Zno和光化学反应沉积制备掺Al/ZnO的纳米粉体材料,采用XRD,TEM等手段研究了ZnO超微粒子结构与形貌.在Al掺杂ZnO纳米晶的水相体系中,通过吸光度、脱色率的测定证实了Al掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能.Al掺杂ZnO纳米晶较普通氧化锌有更好的光催化活性.效果最好的是热物理法掺Al/ZnO对亚甲基蓝的降解.     

离子注入法制备N掺杂p型ZnO薄膜

采用离子注入技术对射频磁控溅射制备的ZnO薄膜进行N掺杂,通过退火实现了ZnO薄膜的p型转变.利用X射线衍射(XRD)和Hall实验对样品热退火前后的性能进行了研究.实验数据表明,该掺杂方法能得到稳定的p型ZnO薄膜,其电学性能随热退火温度的升高和时间的延长而进一步改善,其中在950℃、7min退火条件时,载流子浓度为1.68E 16cm-3,电阻率为41.5Ω·cm.     

ZnO薄膜V族掺杂的研究进展

ZnO薄膜作为第三代半导体功能材料,高质量的p型掺杂是基于光电器件应用的关键.概述了ZnO薄膜V族元素氮、磷、砷(N、P、As)p型掺杂的研究进展,分析对比了3种元素的掺杂和p型转变特性,简单介绍了共掺杂技术,提出了有待进一步研究的问题.     

ZnO薄膜的p型掺杂研究进展

ZnO作为重要的第三代半导体材料在光电领域具有广泛的应用前景因而引起越来越多的关注,ZnO薄膜的p型掺杂是实现ZnO基光电器件的关键,也是ZnO材料的主要研究课题.本文论述了ZnO薄膜P型转变的难点及其解决方法,概述了ZnO薄膜p型掺杂的研究现状,提出了有待进一步研究的问题.     

p型ZnO薄膜研究进展

ZnO薄膜是一种应用广泛的半导体材料.近几年来,随着对ZnO的光电性质及其在光电器件方面应用的开发研究,ZnO薄膜成为研究热点之一.制备掺杂的p型ZnO是形成同质p-n结以及实现其实际应用的重要途径.近来已在p型ZnO及其同质结发光二极管(LED s)研究方面取得了较大的进展.目前报道的p型ZnO薄膜的电阻率已降至10-3Ω.cm量级.得到了具有较好非线性伏安特性的ZnO同质p-n结和紫外发光LED.本文就其最新进展进行了综述.     

掺杂ZnO功能薄膜研究新进展

结合当前掺杂ZnO功能薄膜的制备方法、工艺条件,综述了不同掺杂元素对ZnO薄膜的结构、电学、光学性能、气敏特性以及应用领域等方面的影响,并展望了ZnO功能薄膜的发展趋势.     

掺杂ZnO薄膜的研究现状

ZnO薄膜的性质取决于不同的掺杂元素和不同的制备工艺.概述了掺杂ZnO薄膜的研究现状,分析了不同掺杂组分对ZnO薄膜的p型转变特性、发光特性以及铁磁性质的影响,认为稀土掺杂可能使ZnO薄膜产生新的发光特性,共掺杂技术可能是实现ZnO薄膜特性改变的新途径.