V掺杂ZnO性质的第一性原理研究

采用第一性原理平面波超软赝势,计算了纤锌矿ZnO和不同浓度的V掺杂ZnO晶体的能带结构、态密度和分波态密度.计算表明,V的掺杂导致ZnO晶格发生了微小膨胀,禁带宽度变窄,体系引入的杂质能级靠近导带底,费米能级进入了导带并且穿插在杂质能级中,自旋态密度分布具有不对称性,自旋向上的电子数比自旋向下的电子数多,对态密度进行积分后发现V掺杂ZnO体系表现出净磁矩,具有磁性.当V掺杂后,V-3d态电子与O-2p态电子的态密度分布大部分重合,形成了pd杂化.     

P掺杂ZnO的第一性原理研究

用第一性原理的赝势方法计算了纯ZnO和P掺杂ZnO的原子和电子结构,计算结构表明,ZnO为直接带隙半导体;P掺杂后晶胞膨胀,晶格常数变大;单独的P掺杂不利于p型ZnO的获得。     

镧系掺杂ZnO的电子结构和光学性质

通过第一性原理计算研究了镧系元素掺杂ZnO的电子结构和光学性质.结果表明:单层ZnO中掺杂形成能低于体ZnO的形成能.较Zn原子而言,具有更大原子半径的镧系原子的引入使得掺杂后的ZnO的晶格常数变大.镧系元素的4f电子与O的2s和Zn的3p、4s轨道电子的杂化使非磁性的ZnO在掺入单个镧系原子后呈现出一定的铁磁性.镧系...     

镁在钙钛矿型氧敏材料中的作用

讨论了添加剂镁（Mg)在钙钛矿型氧敏陶瓷中的作用和影响．利用固相合成法制备了不同Mg含量的样品,并在不同的温度、不同的氧分压下进行了阻温特性、氧敏特性的测量和TPD测量．研究表明,在SrTiO₃中Mg²⁺替位Ti⁴⁺可使SrTiO₃实现p型掺杂;适量的Mg掺杂,可使p型区向低氧分压方向扩展;受主掺杂促进了氧空位的产生,提高了杂质的固熔限;Mg掺杂促进环境氧与晶格氧的交换,提高了氧灵敏度;高于20mol%的Mg掺杂可产生Sr₂TiO₄,提高了材料的电阻率．     

Sb掺杂ZnO薄膜电学、光学性能研究

采用氧等离子体辅助脉冲激光沉积（PLD）法,在n-Si（001）衬底上制备出性能良好的Sb掺杂p型ZnO薄膜,其电阻率为44.18Ω.cm,空穴浓度为3.78×1016cm-3,霍尔迁移率为3.74 cm2V-1s-1,ZnO薄膜在室温下放置9个月,其p型性能基本保持不变。Ⅰ-V曲线显示良好的整流特性,进一步证明了Sb掺杂ZnO薄膜的p型导电性。进行低温光致发光（PL）谱测试,确认Sb掺杂p型ZnO薄膜存在2种受主态,其受主能级分别为161和336 meV,分析认为336 meV深受主为Zn空位;161 meV浅受主为由于Sb掺杂产生的SbZn-2VZn缺陷复合体。     

p型ZnO薄膜的研究进展

ZnO是一种多用途的半导体材料,一直受到国内外学术界的广泛关注。自1997年发现ZnO薄膜的室温紫外光发射以来,ZnO薄膜的制备及其光电子特性的研究成为新的研究热点。由于ZnO薄膜中存在较强的自补偿机制,使得很难有效地进行p型元素的掺杂。本文介绍了ZnO薄膜p型掺杂的理论和国内外通用的掺杂方法,对不同方法制备的p型ZnO薄膜的特点进行了比较分析。     

Sb掺杂ZnO纳米材料的研究进展

ZnO纳米材料是一种新型的直接带隙半导体材料,其禁带宽度为3.37eV.Sb掺杂ZnO纳米材料在光电、气敏效应、p型导电等方面具有优良的性质.介绍Sb掺杂ZnO纳米材料在这几方面的最新研究进展.     

高压高温制备Sb掺杂的P型ZnO及电致发光

以ZnO和Sb_2O_3为前驱物,在5GPa、1100~1450℃条件下,制备出电学性能稳定的掺Sb的p型ZnO(记作ZnO:Sb)。其中1450℃掺杂4.6%Sb时合成了性能最好的P型ZnO:Sb,电阻率为1.6×10~(-2)Ωcm,载流子浓度为3.3×10~(20)cm~(-3),迁移率为12.1cm/V s。p型导电是由位于Zn位的Sb和两个Zn空位组成的复合受主引起的。测定了受主能级为113meV,讨论了压力对p型ZnO的形成和电性能的影响。此外,以高质量ZnO纳米线作为LED的发射层,通过将p型ZnO:Sb中的空穴注入ZnO纳米线中实现了激光发射。当注入电流达到20mA时,电致发光(EL)的功率可达到10mW。     

Fe掺杂对ZnO薄膜的微结构与光学性质的影响

采用溶胶一凝胶法在石英玻璃衬底上制备了Fe掺杂的ZnO薄膜,研究了不同的Fe掺杂浓度对ZnO薄膜的微结构与光学性质的影响.利用x射线衍射分析了薄膜样品的晶向和晶相.利用原子力显微镜观测了薄膜样品的表面形貌,利用双光束紫外-可见分光光度计分析了znO薄膜样品的光学性质.实验结果表明:所有ZnO薄膜样品都是六角纤锌矿结构,ZnO晶粒沿c轴择优生长.质量分数为1%fe掺入之后,ZnO薄膜的C轴择优取向进一步增强,薄膜的晶化质量也得到进一步提高.当Fe的掺杂浓度高于1%时,ZnO薄膜(002)衍射峰的强度又降低了,这可能是由于Fe2+(x=2或3)和zn2+具有不同的离子半径,大量的Fe2+进入晶格取代Zn2+导致晶格严重畸变,从而影响了znO晶粒的正常生长.所制备的ZnO薄膜在可见光区都具有高的透射丰,由吸收边估算出来的ZnO薄膜的光学带隙表明:随着Fe的掺杂浓度的提高,光学带隙逐渐展宽.     

氧化锌薄膜的p型掺杂研究现状

ZnO薄膜作为一种多用途的光电材料,一直受到国内外学术界的广泛关注。为了开发ZnO短波长光电器件,首要解决的 关键问题是氧化锌的p型掺杂。综述了目前国际上常用的氧化锌p型掺杂方法,对不同方法制备的p型ZnO薄膜的性能进行了 分析比较。     

Structure and magnetic properties of Ni-doped ZnO powder

Ni-doped ZnO nanopowder (Zn_0.98Ni_0.2O) was synthesized by improved coprecipitation method. The average particle size of the powder was estimated to be 50 nm. The powder was then processed by thermal treatment. Samples were annealed at 1 073, 1 273, and 1 473 K, respectively. The solubility of NiO in ZnO and the lattice parameters of ZnO both increased with the temperature. The magnetic property of the doped samples was examined, and hysteresis loops were got. The results showed all the samples were ferromagnetic, while powder processed at 1 273 K for 4 h got a highest saturation magnetization (M _s) of 0.0457 emu/g. Also, magnetic properties were related to the grain size of the powder.     

Conductivity of (Zr1-xMx)O2 Ceramic

In the ZrO_2-based ceramic systems doped with different oxides (Y_(2)O_3, MgO and Al_(2)O_3), the behaviors of electronic and ionic conductivity have been investigated by the quantum chemical SCF-X_α-SW method. The results of the electronic energy spectra and local state density of atoms show that, for the ZrO_2 system doped with Al_2O_3, the energy gap near the Fermi energy level becomes smaller, which implies that the electronic conductivity increases. Since the binding energy between Al and O atoms is increased, the energy for oxygen vacancy migrating is enhanced and the ionic conductivity decreases. In the M_xO_y-doped ZrO_2 systems, due to the doping effect of Al_2O_3, MgO and Y_2O_3, the ionic conductivity increases successively, and the electronic conductivity decreases successively. The cal- culation results are in agreement with that of references and experience.     

掺杂Al_2O_3的ZnO陶瓷粉体的制备及表征

以硝酸锌和硝酸铝为原料 ,利用共沸法制备了Al2 O3 掺杂的ZnO陶瓷粉体 ,采用X -射线衍射 (XRD)等分析手段对所得粉体进行了表征。结果表明 ,所得Al2 O3 掺杂的ZnO陶瓷粉体为Al原子固溶在ZnO晶格中形成了固溶体 ,且此粉体分散性较好。     

掺杂Al2O3的ZnO陶瓷粉体的制备及表征

以硝酸锌和硝酸铝为原料，利用共沸法制备了Al2O3掺杂的ZnO陶瓷粉体，采用x-射线衍射(XRD)等分析手段对所得粉体进行了表征。结果表明，所得Al2O3掺杂的ZnO陶瓷粉体为刘原子固溶在ZnO晶格中形成了固溶体，且此粉体分散性较好。     

Electronic Structure and Thermoelectric Properties of Na and Ni-doped Ca3Co2O6

The electronic structures of Ca3Co2O6, Na and Ni doped models were studied by the quantum chemical software of Cambride Serial Total Energy Package （CASTEP） that is based on deusity function theory （DFT） and psendo-potential. The electronic conductivity, seebeck coefficient, thermal conduetivity and figure of merit （Z） were computed. The energy band structure reveals the form of the impurity levels due to the substitutional imapurity in semiconductors. Na-doped model stunts the character of p-type semiconductor, but Xi-doped model is n-type semiconductor. The calculation results show that the electric conduetirity of the doped model is higher than that of the non-doped model, while the Seebeck coefficient and thermal conductivity of the doped model are lower than those of the non-doped one. Because of the great increase of the electric conductivity, Z of Na- doped model is enhanced and thermoelectric properties are improved. On the other hand, as the large decline of Seebeck coefficient, Z of Ni-doped model is less than that of the non-doped model.     

几种氮氧自由基结构和性质的理论计算

采用密度泛函理论DFT方法,在B3LYP/CC-PVDZ基组水平上,优化了二叔丁基氮氧自由基(DTBN)、2,2,5,5-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)、1,1,3,3-四甲基异吲哚-2-氧自由基(TMIO)分子的几何结构.运用前线轨道理论判断氮氧自由基的反应活性中心,得到了各氮氧自由基的分子轨道图;运用电子拓扑密度(AIM)计算得出关键点的电子密度梯度径和Laplacian量▽2ρ(r)等值线图,进一步分析比较了4种不同结构的氮氧自由基的反应能力.结果表明,氮氧自由基的电子离域效应使其结构相对稳定,反应活性中心为N-O键,活性大小为DTBN＞ c-TEMPO＞b-TEMPO＞TMIO,如果N—O键发生重排,N—O键发生异裂的可能性较大,生成两种带电离子;若C-N发生断裂,开环结构的DTBN最容易发生反应,闭合结构的TMIO和TEMPO不易反应.     

Sm掺杂La_2Mo_2O_9的合成及其导电性

用固相反应法合成了La2-xSmxMo2O9(x=0~2)。室温XRD测试结果表明,在掺Sm计量x≥0.9时,出现杂质相的衍射峰;x≤0.85时,晶胞参数随Sm掺杂计量增加而线性降低。用直流四电极法和离子阻塞法在723~1 173 K温度范围测定了合成试样的电导率,结果表明电子电导率和电导率均随Sm掺杂量增大而降低,掺Sm增大了电导活化能和电子电导活化能。     

A位无序掺杂锰氧化物La2/3-xYxCa1/3-ySryMnO3的微结构和居里温度研究

采用固相反应法制备了A位无序掺杂锰氧化物La2/3-xYxCa1/3-ySryMnO3系列样品;利用Rigaku Dmax-rB 12 kW转靶X-ray衍射仪和振动样品磁强计Lakeshore7300对样品进行表征,并通过Rietveld方法对X-ray衍射谱进行结构精修。讨论了A位掺杂无序度σ2对样品的相、微结构（Mn—O键长、Mn—O—Mn键角等参数）和居里温度的影响。结果表明：随着掺杂浓度x和无序度σ2的增加,样品仍然保持单相性较好的钙钛矿正交结构,晶格常数a,b,c和晶胞体积V没有发生大的变化;Mn—O—Mn键角增加和Mn O键长减小;样品的居里温度下降,但x=0.20时,La2/3-xYxCa1/3-ySryMnO3居里点反而拉伸增大。     

La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8-x)Co_xMg_(0.2)O_(3-δ)(x=0,0.05,0.08)的结构和导电性

用固相反应法合成了La0.9Sr0.1Ga0.8-xCoxMg0.2O3-δ(x=0,0.05,0.08))。XRD数据的Rietveld法精修表明其为体心正交结构,空间群Imma。掺Co量增大时,正交晶胞的晶格常数线性降低。采用直流四电极法和Hebb-Wagner极化法测定了总电导率和电子电导率。结果表明,氧离子电导率和总电导率随掺Co量增加而增大;掺Co可降低电导活化能,La0.9Sr0.1Ga0.8-xCoxMg0.2O3-δ对应x=0,0.05,0.08的活化能分别为0.978,0.739,0.489 eV。掺Co量达到0.08时,氧离子迁移数降为0.8。