P型ZnO薄膜及ZnO基LED研究进展

本文介绍了氧化锌的光电性质以及与其它相近的半导体材料相比的优点，分析了p型氧化锌难以实现的原因，综述了p型掺杂和LED的研究进展。     

ZnO纳米材料及掺杂ZnO材料的最新研究进展

作为一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，ZnO具有优良的光学和电学性能。目前国际上除纳米线外，ZnO纳米带、纳米棒、纳米阵列、纳米弹簧、纳米环已合成出来，并有广泛的应用前景。在ZnO中掺入Mg、Co等元素可以实现带隙调节，有望开发出紫外、绿光、特别是蓝光等多种发光器件。稀磁半导体材料更是当今研究的热点。结合国内外的研究现状，分别介绍了有关ZnO纳米新材料、掺杂非磁性元素和磁性元素的ZnO材料的最新研究进展。     

均匀沉淀法制备ZnO、Fe/ZnO光催化剂

以六水合硝酸锌、九水合硝酸铁和CO(NH2)2为原料,采用均匀沉淀法并且改变实验条件制备了纯纳米ZnO和纳米Fe/ZnO光催化剂。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所有样品进行表征,并对部分样品进行了X射线能谱分析仪(EDS)测试。结果显示所有样品均为六方纤锌矿结构。此外,所有样品均由小颗粒聚集在一起而形成了形状、大小各不相同的团聚物或颗粒膜。而且随煅烧温度和Fe掺杂浓度的改变,Fe/ZnO样品的晶粒尺寸和表面形貌也随之变化。以甲基橙溶液作为污染物,在高压汞灯的照射下进行了光降解实验,实验结果表明:Fe掺杂Fe/ZnO样品的光催化性能相较纯纳米ZnO样品得到了改善。当Fe掺杂量为1.5%时Fe/ZnO样品的光催化性能最好;另外,适当煅烧温度也使Fe/ZnO样品的光催化活性得到了提升,其中最适煅烧温度为500℃。无论是Fe的掺杂浓度还是煅烧温度,适当的Fe的掺杂浓度和煅烧温度都有利于改善Fe/ZnO样品光催化剂的性能。     

ZnO和Y掺杂ZnO薄膜磁性的研究

用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法和模拟缺陷结构的超原胞的方法,通过计算比较ZnO、Zn15Y1O16Zn16O15、Zn15O16和Zn14Y1O16五个体系的自旋极化电子态密度,分析了O空位和Zn空位两种点缺陷对Y掺杂ZnO薄膜磁性的贡献,计算结果表明,氧化锌和钇掺杂氧化锌薄膜的磁性都来源于Zn空位周围被极化的O原子。     

p型ZnO和ZnO同质p-n结的研究进展

ZnO基注入式发光二极管和激光器件的研究目前仍处于初级阶段．即p型ZnO和ZnOp-n结的制备与特性研究。由于ZnO薄膜中存在较强的自补偿机制，使得很难有效地施行p型元素的掺杂。本文介绍了目前国际上通用的掺杂方法．对不同方法制备的p型ZnO和ZnOp-n结的特点进行了比较分析，并讨论了目前生长高质量的突变型ZnOp-n结所面临的问题。     

ZnO薄膜的光致发光

ZnO薄膜是近年发展起来的发光材料,是当前研究的热门课题。关于ZnO薄膜光致发光近几年来有许多报道和新的发光峰发现。本文对在各种制备方法、制备条件和激发条件下得到的ZnO薄膜的光致发光谱和相应机理进行了综述。提出了关于需进一步研究的问题。     

ZnO晶体生长新方法研究

基于ZnO-PbF₂高温溶液体系的相关系和析晶行为, 发展了一种通气诱导成核的助熔剂-坩埚下降法生长技术. 通过优化生长参数, 获得了尺寸为φ25mm×5mm的ZnO晶体. 该晶体具有纤锌矿结构, 晶格常数a=0.3252nm, b=0.5209nm. X射线定向确认其择优取向生长方向为[0001]. 实验结果表明, 助熔剂-坩埚下降法是ZnO晶体生长的一条新途径.     

掺杂ZnO薄膜研究

采用电子束蒸发方法在玻璃衬底上制备ZnO薄膜和掺杂ZnO薄膜.通过X射线衍射、台阶仪及Hall效应等测试研究了衬底温度和掺杂对晶体质量和电学性能的影响,发现原位生长的ZnO薄沿c轴择优生长,且掺杂ZnO薄膜具有低达3.029×10-4Ω·cm的电阻率.     

燃烧法制备ZnO纳米粉体及Pr系ZnO压敏陶瓷

以Zn(NO32)和NH2CONH2为原料,通过燃烧法合成纳米ZnO粉体。用X射线衍射、扫描电镜、比表面积分析手段对所制备粉体的性能进行了表征。结果表明,制备的纳米氧化锌为纯相六角纤锌矿结构。在三种反应模式中,当φ=0.85(贫燃比,SCS)时,晶粒尺寸为41.5nm,其比表面积为0.849m2/g;当φ=1.67(化学计量比,VCS)时,晶粒尺寸为36.6nm,其比表面积为0.516m2/g;当φ=2.8(富燃比,SHS)时,晶粒尺寸为30.5nm,其比表面积为4.068m2/g。燃烧法制备的Pr系ZnO压敏陶瓷在1250℃烧结2h后,其电性能优异,晶粒尺寸约为3.5μm,压敏电压(VlmA)为5470V/cm,非线性系数(α)为27.84,漏电流(IL)为11.5μA。     

ZnO缓冲层上低温生长Al掺杂的ZnO薄膜

采用射频磁控溅射法在ZnO缓冲层上制备了不同Al掺杂量的ZnO（AZO）薄膜。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性。结果表明,随着Al掺杂量的增加,ZnO薄膜的择优取向性发生了改变,且当Al的掺杂量为0.81%（原子分数）时,（002）衍射峰与其它衍射峰强度的比值达到最大,表明适合的Al掺杂使ZnO薄膜的择优取向性得到了改善。在可见光范围内薄膜的平均透过率超过70%。通过对样品光致发光（PL）谱的研究,发现所有样品出现了3个发光峰,分别对应于以444nm（2.80eV）、483nm（2.57eV）为中心的蓝光发光峰和以521nm（2.38eV）为中心较弱的绿光峰。并对样品的发光机理进行了详细的探讨。     

纳米ZnO的制备

本文研究了以Zn (No3 ) 2 、尿素为原料 ,加入表面活性剂改性制备纳米氧化锌粉体的方法。实验讨论了Zn (NO3 ) 2 浓度、尿素浓度、pH值、焙烧温度对纳米氧化锌粒径的影响。用扫瞄电镜和粒度分析仪确定纳米氧化锌的形貌和粒径     

针状纳米ZnO制备EP/ZnO复合材料及其力学性能的研究

研究了用热镀锌渣作原料制得的针状纳米ZnO对EP/ZnO复合材料力学性能的影响.结果表明:使用具有空间结构的针状纳米ZnO所制备的环氧树脂复合材料,与普通ZnO所制备的环氧树脂复合材料相比力学性能得到了较大的提高和改善.当纳米ZnO的含量为4％(质量分数)时,材料的力学性能得到了明显改善,其冲击强度提高46.9％,抗拉...     

ZnO以及Fe掺杂ZnO的光学性质和室温铁磁性研究

采用共沉淀法制备出不同掺杂浓度的Zn1-xFexO(0.00≤x≤0.10)粉末样品,研究掺杂浓度的不同对其结构、光学性质以及室温铁磁性的影响。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪、振动样品磁强计对样品的结构、光学性质和磁性进行测试分析。结果表明:所有Zn1-xFexO样品都具有单一六方纤锌矿结构,没有出现第二相杂质。对紫外波段吸收率高达95%,掺Fe后可见光波段的吸收率与纯ZnO相比有明显提高,掺杂使得带隙宽度Eg由纯ZnO的3.20eV减小到3.11eV。样品光致发光主要有397nm的紫外发射和450,466nm处的蓝光发射,Fe的掺入降低了ZnO的发光强度,但并不影响其发光峰位。样品显示明显的室温铁磁性,磁性随掺杂浓度升高而减弱。     

ZnO籽晶对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响

本文研究了ＺｎＯ籽晶的制备，探讨了昌对ＺｎＯ压敏陶瓷材料微观结构及压敏电压。通流容量。非线性一系民性能的影响。结果表明，通过掺加ＺｎＯ籽晶，可有效地控制材料中ＺｎＯ昌粒生长入材料微观结构。达到降低材料压敏电压和提高通流容量的目的。     

ZnO粒径对MC尼龙/纳米ZnO复合材料力学性能的影响

用三种粒径范围的纳米ZnO合成MC尼龙/ZnO复合材料。考察了纳米ZnO的粒径对复合材料力学性能和在复合材料中的分散状况的影响。研究表明,平均粒径为30nm的ZnO合成的MC尼龙/纳米ZnO复合材料中ZnO粒子达到纳米级分散,粒子分布均匀,ZnO对MC尼龙的力学性能提高幅度最大,增强增韧作用非常明显;平均粒径为200nm的纳米ZnO在复合材料中,虽然粒径较大,但分散较均匀,无明显团聚,ZnO对MC尼龙的力学性能也有一定的提高,但提高幅度不大;平均粒径为60nm的ZnO分散难度大,ZnO在复合材料中既有小颗粒的分散,也有大颗粒的团聚体,使材料的力学性能明显不如前两种复合材料。     

退火对ZnO/Cu/ZnO透明导电薄膜性能的影响

室温下利用磁控溅射制备了ZnO/Cu/ZnO透明导电薄膜,采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔效应测量仪和紫外-可见分光光度计研究了薄膜的结构、形貌、电学及光学等性能与退火温度之间的关系。结果表明:退火前后薄膜均具有ZnO(002)择优取向,随着退火温度的升高,薄膜的晶化程度、晶粒粒径及粗糙度增加,薄膜电阻率先降低后升高,光学透过率和禁带宽度先升高后降低。150℃下真空退火的ZnO/Cu/ZnO薄膜的性能最佳,最高可见光透光率为90.5%,电阻率为1.28×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.10×1021cm-3。     

直接沉淀法制备纳米ZnO

以ZnCl2 为原料 ,直接沉淀法制备ZnO纳米粒子 ;研究了制备过程中Zn2 + 浓度、焙烧温度等条件对ZnO纳米晶体粒径的影响 ,并对其机理进行了分析。实验结果表明 ,较小的反应浓度可以获得较小的晶体粒径 ;在其它反应条件相同的情况下 ,制备的纳米ZnO粒子 ,其晶粒尺寸随着焙烧温度的增加 ,晶粒逐渐增大 ,与体相ZnO粒子相比 ,纳米ZnO粒子在紫外区光吸收能力显著增强 ,为ZnO的应用开辟了更为广阔的前景。     

ZnO材料和器件新进展

在体单晶生长方面，已能用水热法生长高质量3英寸ZnO晶片，也开发了布里支曼生长法。对于薄膜材料，可用液相外延生长出良好的ZnO薄层，其它类型的外延材料质量也在改进。已观察到量子霍尔效应，光荧光（PL）线宽窄至110ueV。在其杂质表征方面，已用放射性示踪法识别出PL谱中施主束缚激子线18和19，分别由杂质Ga和In所致。