尹濤ZnO的制備與光學(xué)特性的研究

1、Sol-Ge1Nd：ZnO光學(xué)特性的研究 申請人：高振飛 李國興 馬曉虎導(dǎo) 師：朋興平1內(nèi)容導(dǎo)航應(yīng)用價(jià)值及國內(nèi)研究現(xiàn)狀項(xiàng)目的特色和創(chuàng)新之處實(shí)施步驟和預(yù)期成果可行性分析2一、應(yīng)用價(jià)值及國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ZnO是一種纖鋅礦結(jié)構(gòu)的直接帶隙的寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)良的電學(xué)、光學(xué)和壓電以及紫外受激發(fā)射的性質(zhì)。被廣泛的應(yīng)用于紫外探測器、發(fā)光二極管、激光、表面聲波器材、氣體傳感器、太陽能電池、以及緩沖層等領(lǐng)域。目前已經(jīng)有許多沉積技術(shù)，如金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積、脈沖激光沉積、熱解噴涂、和濺射等技術(shù)都可以用來制備ZnO薄膜3一、應(yīng)用價(jià)值及國內(nèi)研究現(xiàn)狀 研究發(fā)現(xiàn)，通過對ZnO薄膜適量摻雜可以對它的光電特性產(chǎn)生很

2、大的影響。 ZnO薄膜的n型摻雜可以通過摻雜族和族元素以及稀土元素等來實(shí)現(xiàn)。而國內(nèi)目前在稀土元素?fù)诫s方面的研究還不多，用Sol-Gel法對ZnO薄膜進(jìn)行稀土元素的摻雜的研究更是鮮有。4二、項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處 相比傳統(tǒng)的磁控濺射等方法，Sol-Gel法更容易控制薄膜的組成結(jié)構(gòu)和形成大面積的薄膜，而且具有合成溫度低、化學(xué)計(jì)量比準(zhǔn)確、成本低廉、工藝和設(shè)備簡單等特點(diǎn)。5二、項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處 稀土元素具有特殊的物理與化學(xué)性能，是一般元素?zé)o法比擬的。它的發(fā)光幾乎覆蓋了整個(gè)固體發(fā)光范疇，這些優(yōu)異的特性為稀土元素的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。Nd是重要的輕稀土磁性元素之一，是一個(gè)巨大的發(fā)光材料寶庫 。通過Nd摻雜Z

3、nO研究，發(fā)掘其光、電、磁等性能，為稀土摻雜ZnO的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。6三、實(shí)施步驟和預(yù)期成果（一）、實(shí)施步驟1. Sol-Ge1法制備Nd：ZnO薄膜二水合乙酸鋅、釹鹽（或釹的氧化物）、乙二醇甲醚、乙醇胺制備環(huán)境的建立 落實(shí)實(shí)驗(yàn)室溫度濕度照度 實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備 制備條件的摸索 高質(zhì)量的Nd：ZnO 72. 光學(xué)特性測試測試環(huán)境的建立用原子力顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡觀察Nd：ZnO薄膜的二維和三維表面形貌圖光學(xué)特性測試測試樣品的觀察落實(shí)實(shí)驗(yàn)室溫度濕度照度 測試設(shè)備的準(zhǔn)備 光信號源、分光計(jì)熒光分光光度計(jì)X射線衍射儀原子力顯微鏡He-Cd激光器 PL譜折射率透射率色散率吸收率反射率8（二）、項(xiàng)目的目標(biāo)和預(yù)期效果制備得到不同釹摻雜濃度的ZnO薄膜獲得Nd：ZnO 薄膜的二維和三維表面形貌圖測得Nd：ZnO 薄膜的X 射線衍射圖測得Nd：ZnO 薄膜的光致發(fā)光譜： 典型的Nd：ZnO薄膜室溫PL譜 室溫各種激發(fā)波長激發(fā)下的PL譜 不同溫度下Nd：ZnO薄膜的PL譜 室溫下激發(fā)光強(qiáng)度對PL譜的影響 5. 摸索出Nd：ZnO 薄膜的光致發(fā)光特性及其隨摻雜濃度的變化規(guī)律。9四、可行性分析ZnO的研究是國家“863計(jì)劃”和 “973計(jì)劃” 中關(guān)于能源、信息、資源環(huán)境領(lǐng)域的重大科學(xué)問題。有很多