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退火气氛和镧掺杂浓度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

段文芳 , 赵小如 , 段利兵 , 白晓军 , 史小龙 , 朱宇瑾 , 孙慧楠

人工晶体学报

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在玻璃衬底上制备Zn1-xLaxO(x=0~0.04)(LZO)薄膜,分别在空气、氮气和氩气条件下进行退火,探讨了不同退火气氛和不同镧掺杂浓度对其结构和光学性能的影响.XRD和SEM结果表明:氩气退火条件下ZnO的晶粒尺寸比空气退火条件下和氮气退火条件下的晶粒尺寸略小,且ZnO晶粒的尺寸随着镧掺杂浓度的增加而减小.薄膜光致发光(PL)测量表明:紫光发光带中心在氩气下退火相对于空气下退火存在略微的蓝移,而在氮气下退火则相反;ZnO紫光发光带的位置随着镧掺杂浓度的增加先红移而后蓝移.禁带宽度在镧掺杂量为2%时达到最小值,说明镧可以有效地调节ZnO的禁带宽度.

关键词: 溶胶-凝胶法 , ZnO薄膜 , 镧掺杂 , 退火 , 禁带宽度

SiO2缓冲层对溶胶-凝胶法制备的SnO2∶Sb薄膜光电性能的影响

陈帅 , 赵小如 , 段利兵 , 白晓军 , 刘金铭 , 谢海燕 , 关蒙萌

材料导报

以SnCl2·2H2O和SbCl3为原料,利用溶胶-凝胶法制备了SnO2∶Sb薄膜.利用XRD观察了薄膜的结构特点,利用紫外可见分光光度计测量了薄膜的透过率,利用四探针测试系统表征了薄膜的电学性能.讨论了掺杂浓度以及SiO2缓冲层厚度对薄膜光电性能的影响.结果表明,随着掺杂浓度的增大,薄膜的电阻率先降低而后略有升高,当掺杂浓度为5%时,薄膜电阻率达到最小,为8.7×10-3Ω·cm;并深入研究了缓冲层对薄膜性能的改善作用:当掺杂浓度为5%时,随着缓冲层数的增加,薄膜方块电阻呈下降趋势,最小可达到95Ω/口,电阻率达到1.1×10-Ω·cm.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 透明导电氧化物 , Sb掺杂SnO2 , 缓冲层

MgO相分离对Mgx Zn1-xO纳米粉体结构和光学性能的影响

谢海燕 , 赵小如 , 段利兵 , 白晓军 , 刘金铭 , 陈帅 , 史小龙

人工晶体学报

采用溶胶-凝胶法制备了MgxZn1-xO(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)纳米粉体.X射线衍射谱表明:在较高的温度(850℃以上)下退火,Mgx Zn1-xO纳米粉体从单一的纤锌矿结构相中分离出MgO相的掺杂浓度x约为0.13,且随着x的增加,MgO相含量呈指数型增长.室温光致发光谱显示:MgO相分离对紫外与绿光发射的相对强度有直接的影响,随着MgO相分离的出现,紫外发光峰蓝移,并随着MgO相的增加,紫外发光峰的强度受抑,绿光发光峰变强.样品的室温透过率显示:Mgx Zn1-xO的禁带宽度在x=0.1时达到最大值并受MgO相分离的影响而减小.

关键词: 溶胶-凝胶法 , MgxZn1-xO纳米粉体 , 相分离 , 光学性能

自燃烧法合成的ZnO基稀磁半导体纳米颗粒研究进展

段利兵

材料导报

稀磁半导体制备方法与磁性起源的研究是当前凝聚态物理的一项热门课题.首先介绍了自燃烧合成法的原理和优点,然后以Co和Mn掺杂ZnO为重点,总结了国内外采用自燃烧法合成的ZnO基稀磁半导体纳米颗粒晶体结构、磁性能相关的研究进展,讨论了所得纳米颗粒磁性能的内在物理机制.通过对自燃烧法合成的更宽掺杂范围ZnO基稀磁半导体纳米颗粒的研究,使我们能够更加系统地了解过渡金属掺杂ZnO材料的结构与磁性能,并探讨所得实验现象的内在物理机制.

关键词: 稀磁半导体 , ZnO , 晶体结构 , 室温铁磁性

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