Ag-N共掺杂ZnO电子结构的理论研究

采用基于DFT理论的第一性原理方法研究了Ag-N共掺杂纤锌矿ZnO的晶格结构和电子结构,计算了包括共掺杂体系的晶格常数、杂质形成能和电子态密度等性质。研究结果显示,共掺改善了杂质原子对体相晶格结构的扰动,提高了掺杂的稳定性。此外,电子结构的计算表明共掺形成的受主能级较单掺时更浅,且空穴态的局域性降低,从而改善了p型ZnO的传导特性,表明受主共掺可能是一种比较有潜力的p型ZnO掺杂方式。计算与实验结果符合,为受主共掺形成p型ZnO的机理提供了理论支持。     

氧化锌p型共掺杂精细结构的第一性原理研究

计算了ZnO材料p型掺杂精细结构,分析了p型掺杂ZnO晶体的电子结构、电荷布局、电子态密度、差分电荷。所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波超软赝势方法。计算结果表明:掺杂Ⅴ族元素(N、P、As、In)的氧化锌材料在能隙中引入了深受主能级,载流子(空穴)局域于价带顶附近。而利用加入激活施主的共掺杂技术的计算结果却表明,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级。同时,受主能级带变宽,非局域化特征明显。     

P型ZnO薄膜制备和掺杂的研究进展

ZnO作为第三代半导体功能材料,一直受到国内外的广泛关注.高质量的p型掺杂是基于光电器件应用的关键.综述了获得p型ZnO薄膜的制备方法和掺杂技术的研究进展,讨论了目前生长高质量的p型ZnO薄膜存在的困难,并对不同方法制备的p型ZnO薄膜的特点进行了比较分析.     

Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

采用直流磁控溅射法,在室温水冷玻璃衬底上制备出Al-Zr共掺杂的ZnO透明导电薄膜。研究结果表明,Ar气压强对Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构和电阻率有显著影响。X射线衍射(XRD)表明,Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向。扫描电镜(SEM)观察表明,Ar气压强对Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜的微观结构影响较大。薄膜的厚度随Ar气压强的增加而变薄,在Ar气压强为2.5Pa时,制备的Al-Zr共掺杂ZnO薄膜电阻率具有最小值1.01×10-3Ω.cm,在可见光区(500～800nm)平均透过率超过93%。     

氮-铟共掺杂ZnO薄膜的制备及表征

以醋酸锌水溶液为前驱体,分别以醋酸铵和硝酸铟为氮(N)源和铟(In)源,采用超声喷雾热解法在石英玻璃衬底上沉积了氮铟(NIn)共掺杂ZnO薄膜。采用X射线衍射、场发射扫描电镜、霍尔效应、塞贝克效应、光致发光谱等分析方法,研究了NIn共掺杂对所得ZnO薄膜的晶体结构、电学和光学性能的影响规律。结果表明:通过氮铟共掺杂,ZnO薄膜的电学和光学性能发生明显改变。优化工艺条件下,所得ZnO基薄膜结构均匀致密,电阻率为6.75×103Ω·cm,并且在室温光致发光谱中检测到很强的近带边紫外发光峰,表明薄膜具有较理想的化学计量比和较高的光学质量。     

磁控溅射法制备Ag掺杂p型ZnO薄膜的研究

采用磁控溅射法在石英玻璃基片上生长ZnO和ZnO:Ag薄膜。借助于SEM、XRD、霍尔测试、透射谱测试等方法,分析了O2气氛下退火温度对薄膜结构和电学性能的影响。霍尔测试结果表明,Ag掺杂ZnO薄膜经过600℃的O2气氛中热处理转变为p型电导。薄膜的XRD测试表明晶粒大小随退火温度升高而增大,所有薄膜样品只出现(002)衍射峰,呈现c轴取向生长。薄膜对可见光的透过率大于83%,其吸收限为378nm。     

p型ZnO薄膜制备的研究进展

ZnO是一种性能优异的"低温蓝光工程"宽带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,但因本征施主缺陷和施主杂质引起的自补偿效应等使ZnO很难有效地实现n型向p型导电的转变。为此,阐述了ZnO薄膜的p型掺杂机理,介绍了国内外研究者在抑制自补偿、提高受主掺杂元素固溶度及寻求合适的受主掺杂元素等方面p型ZnO薄膜的最新研究进展。研究表明:增加ZnO材料中N原子固溶度的各种办法如施主-受主共掺杂、超声雾化气相淀积及本征ZnO薄膜在NH3气氛下后退火等和选择IB族中的Ag为受主掺杂元素是实现ZnO薄膜p型导电的有效措施。期望通过本综述能为国内ZnO基器件应用的p型ZnO薄膜的制备提供新思路。     

溶胶-凝胶法制备Co,Cu共掺杂ZnO薄膜 结构及光学特性

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了纯ZnO薄膜和高浓度Cu掺杂的Co,Cu共掺ZnO(Zn0.90CoxCu0.1-xO,x=0.01,0.03,0.05)薄膜。扫描电镜观察到无论是纯ZnO还是掺杂ZnO薄膜表面都有均匀分布的颗粒,但是在Cu含量较高时均匀性更好。X射线衍射揭示所有样品都具有纤锌矿结构,但是Cu掺杂量的增加使晶格常数略有减小,而晶粒尺寸却略有增大。XPS测试结果表明样品中Co离子的价态为+2价和+3价,Cu离子的价态为+2价和+1价共存。室温光致发光测量在所有样品中均观察到较强的紫外发光峰、蓝光双峰和较弱的绿光发光峰。     

Sn掺杂量对Sn-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

利用溶胶-凝胶(sol-gel)法在玻璃和硅衬底上制备了不同Sn掺杂量的Sn-Al共掺的ZnO薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、光致发光谱(PL)等测试手段,对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明:所制备的样品晶粒均沿(002)方向择优生长,且随着Sn元素掺杂量的增加,择优取向性先增强后减弱,同时薄膜的半高宽先减小后增大,半高宽最小时,薄膜的结晶质量最好。与只掺Al元素的ZnO薄膜相比,共掺后的薄膜近紫外发光峰的强度明显降低,出现了轻微的蓝移,且在600 nm处的缺陷发光强度明显增强;随着Sn掺杂量的增加薄膜的透过率先增加后减小。与AZO薄膜相比,当Sn的掺杂量为0.020时,薄膜的结晶质量更好,缺陷发光更强,光透过率更高。     

一种掺杂的四足状微米结构氧化锌的制备方法

<正>一种掺杂的四足状微米结构的氧化锌的制备方法,氧化锌掺杂的元素可以为铁、镁、镍、铈、银、铋、镓中的一种或者两种,掺杂元素与锌元素的物质的质量分数为0.1%～5.0%;采用溶胶–凝胶法和高温热分解     

PLD法制备锑掺杂p型ZnO薄膜

采用脉冲激光沉积方法在石英衬底上生长了掺锑(Sb)的p型ZnO薄膜.X射线衍射测试表明薄膜具有c轴择优取向的结构特性,霍尔测试表明ZnO薄膜呈p型导电特性,XPS分析表明Sb掺入了ZnO薄膜,且Sb掺人ZnO中是占据Zn的位置,而不是O的晶格位置.通过优化温度获得了电学性能优良的p型ZnO薄膜,其电阻率为2.21Ω·cm,迁移率为1.23cm2/(V·s),空穴浓度为2.30×1018cm-3.     

低温制备Mn-W共掺ZnO透明导电薄膜

利用直流磁控溅射法成功地在室温玻璃衬底上制备出了电阻率低、透光率高的Mn-W共掺ZnO（ZMWO）透明导电薄膜。溅射功率在65-150 W之间变化。实验结果表明,溅射功率对ZMWO薄膜的晶化程度和电阻率有很大影响,而对其透光率和光学带隙影响不大。实验制备的ZMWO为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。考虑到薄膜的电学、光学性能及结晶质量,我们认为本实验中的最佳值溅射功率为90 W,在此功率下制备的ZMWO薄膜的电阻率具有最小值9.8×10-4Ωcm,其可见光透过率为89%。     

PLD法制备锑掺杂p型ZnO薄膜

采用脉冲激光沉积方法在石英衬底上生长了掺锑(Sb)的p型ZnO薄膜.X射线衍射测试表明薄膜具有c轴择优取向的结构特性,霍尔测试表明ZnO薄膜呈p型导电特性,XPS分析表明Sb掺入了ZnO薄膜,且Sb掺人ZnO中是占据Zn的位置,而不是O的晶格位置.通过优化温度获得了电学性能优良的p型ZnO薄膜,其电阻率为2.21Ω·cm,迁移率为1.23cm2/(V·s),空穴浓度为2.30×1018cm-3.     

采用共掺杂光纤的高性能SC型国家式光衰减器

使用共掺杂光纤已发成能精确地控制波长独立衰减和高输入功率耐久性的３－２０ｄＢＳＣ型固定式光衰减器。在１５２０ｎｍ波长、１００ｍＷ输簇功率和９６小时下，１５ｄＢ衰减器的衰减波动〈０．１ｄＢ。     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

S掺杂纤锌矿ZnO的光催化性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了硫(S)掺杂纤锌矿氧化锌(ZnO)的能带结构、态密度和光学性质。结果表明:掺杂后晶格畸变,晶格常数随着掺杂量的增加而增大;S原子掺杂减小了能带间隙,提高了电子跃迁的概率;进一步的光学性质计算发现,S掺杂后吸收谱出现红移,且吸收谱峰值随掺杂量的增加而增大,提高了可见光和紫外光区域的光吸收。     

用离子注入方法实现P型掺杂

讨论用B^ 离子注入实现P型掺杂的原理及方法。     

Al-N共掺杂ZnO:Mn稀磁半导体薄膜的结构与性能

采用反应磁控溅射法在室温下沉积前驱体氮化物,在大气环境、500℃下氧化退火30min后获得了Al-N共掺杂ZnO:Mn薄膜。研究了直流与射频反应磁控溅射对氧化退火薄膜结构和性能的影响。结果表明:两种工艺制备的退火薄膜均具有ZnO纤锌矿结构,且均为n型导电。射频溅射退火样品具有很好的c-轴择优取向,其表面光滑平整,表面粗糙度RMS值为1.2nm,且具有室温铁磁性,饱和磁化强度(Ms)和矫顽力(Hc)分别为46.8A·m–1和4.9×103A·m–1;而直流溅射退火样品表面凹凸不平,RMS值为25.8nm,室温下是反铁磁性的。     

Cu掺杂的ZnO纳米号角的制备、表征和生长机制

本文采用简单的物理气相沉积法制备了形貌新颖、产量较高的Cu掺杂ZnO单晶纳米号角.运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)和X射线能谱仪(EDS)对纳米号角进行了结构和成分表征,建立了结构模型.号角的六个对称的倒梯形侧壁围成了倒六棱雏的空腔,生长方向是[0001],棱锥面是(01-10)晶面.提出了纳米号角可能的生长机制,指出Cu可能是纳米号角生长的催化剂.     

有机酸共掺杂聚苯胺的制备及其电化学性能

因有机酸掺杂可提高聚苯胺的导电性及其电化学性能而备受关注.分别以有机酸十二烷基苯磺酸(DBSA)、水杨酸(SA)与盐酸作为共掺杂剂,采用化学氧化聚合法制备聚苯胺(PANi)材料.采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)与扫描电子显微镜(SEM)对聚苯胺样品进行微观结构与形貌表征,并通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)及...