bck

收藏本站

ZnO和GZO薄膜光电性能研究

【摘要】:本文从理论和实验两个方面围绕ZnO和GZO(Ga掺杂ZnO)薄膜的制备和光学与电学性能进行了系统研究,取得了一系列新的研究结果。将掺杂半导体的费米-狄拉克分布和Burstein Moss效应关联起来,计算出ZnO的导电类型。Van der Pauw结构中的霍尔效应已经应用于我们的理论估计,证实了我们的假设。在所有p型样品中都发现带隙变窄,而n型膜中记录了蓝Burstein Moss位移。原子力显微镜分析表明,对于厚度为315 nm、p型和n型ZnO薄膜具有几乎相同的颗粒类型,平均的晶粒尺寸(6nm~10nm)和表面粗糙度值3 nm有微小变化,由此表明,对于调节ZnO的导电类型,晶粒尺寸和表面粗糙度没有起到任何显著的作用。采用X射线衍射、能量色散X射线光谱和X射线光电子能谱对所制备的ZnO薄膜进行了结构、化学和元素分析。在所有样品中都观察到六方纤锌矿结构。氮的引入降低了主晶格的结晶度。已经检测到可见光范围内透过率为97%,光导率为1.4×10~7-1cm-1。紫外区的高吸收值表明,氮掺杂ZnO薄膜可用于制备下一代高性能紫外探测器。采用X射线衍射、场发射电子显微术、原位能量色散X射线光谱、UV-VIS-IR光谱和光致发光光谱对GZO超薄膜的结构、形貌和光学特性进行了研究。衬底分别为GaN、蓝宝石和Si的GZO薄膜形貌呈现针状、籽状和颗粒状结构,平均晶粒尺寸在5~20 nm之间。在E-H对圆柱波函数中,粒子的有效质量模型与实验结果相关联。NBE(近带边)发射峰和增强NBE强度的FWHM值(从31 nm到13 nm)的减小都是用小晶粒尺寸实现的。用EM模型从晶粒半径的角度解释了光学带隙的蓝移。改进的光学和结构性质与量子限制效应有关。研究结果表明,晶粒尺寸对于调整GZO薄膜的光学性能起着至关重要的作用。从理论和实验两方面表征了GZO薄膜的光电性能。理论研究使用密度泛函理论和Hubbard U(DFT+U_d+U_p)第一原理计算。采用脉冲激光沉积技术在p-GaN、Al_2O_3和p-Si衬底上制备了GZO薄膜。X射线衍射图显示了具有(002)择优取向的GZO薄膜的单晶生长。通过能量色散X射线能谱研究了其化学组成,未发现其它杂质峰,证实了GZO的无杂质薄膜生长。场发射SEM分别展示针状、籽状和颗粒结构的GZO/GaN、GZO/Al_2O_3和GZO/Si薄膜形貌。GZO和GaN的均匀生长是由于ZnO和GaN之间的失配度小(0.09%)。使用van der Pauw配置中的霍尔效应测量来检查电性能。在低激光脉冲数照射下(1800)发现具有高载流子浓度的最高迁移率(53 cm~2/Vs)。与GZO/Al_2O_3和GZO/Si相比,检测到GZO/GaN针状结构有5倍光致发光增强。这一点指出形状驱动的光学特性,因为针状结构更利于GZO薄膜的光学增强。理论(3.539 eV)和实验(3.54 eV)的带隙值也被发现是可比的。此外,具有80%透射率的最低电阻率(3.5×10~(-4)Ω.cm)是GZO成功替代ITO的证据。在实验和理论上对GZO、Ag@GZO和Au@GZO纳米结构的表面等离子体-激子耦合光致发光进行了研究。发现在没有插入介质间隔片的情况下Ag@GZO结构近带边光致发光可以得到8倍增强。时域有限差分模拟和室温光致发光的实验结果表明,等离子体-激子耦合和带隙裁剪效应有助于提高近带边的辐射复合率。该研究结果为制造低成本、结构简单、高效的紫外光激光器和探测器开辟了新的道路。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 李鹏;张家成;钟艳飞;黄莉萍;高磊;项东;袁孝友;;孪生结构ZnO的可控合成与光催化性能研究[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2019年04期
2 彭奔;杨雷;彭晓虎;钟武;邱树梁;廖怡安;蒋波;李斯;;废ZnO脱硫剂再生工艺进展[J];广东化工;2019年22期
3 王明坤;程坤;崔米豆;于欢;杨希川;李玲;;ZnO基复合材料在染料敏化太阳能电池中的研究[J];化工新型材料;2017年01期
4 赵占山;王冰冰;张盼;张广田;;利用第一性原理研究ZnO掺杂的研究进展[J];粉煤灰综合利用;2017年01期
5 王传坤;刘辉;;基于ZnO缓冲层的有机太阳能电池数值分析[J];江西师范大学学报(自然科学版);2017年04期
6 王传坤;毛与婷;龚秀;马恒;;ZnO基材料在有机太阳能电池中的应用[J];化工新型材料;2016年02期
7 刘哲;李庆;林华;覃礼钊;李元;聂明;解国猛;;ZnO纳米片的室温绿色法制备及光催化性能研究[J];功能材料;2016年S1期
8 廖峻;;ZnO基透明导电薄膜及其稳定性研究进展[J];广东化工;2016年11期
9 王先龙;;ZnO压敏陶瓷的研究进展及发展前景[J];佛山陶瓷;2016年07期
10 孙墨杰;王世杰;;基于ZnO/石墨烯复合材料的有机磷电化学生物传感器研究[J];东北电力大学学报;2016年05期
11 杨磊;王柱生;李占奎;刘凤琼;王秀华;陈翠红;李海霞;李荣华;戎欣娟;祖凯玲;李春燕;卢子伟;;ZnO紫外探测器的研究[J];原子核物理评论;2015年01期
12 王然龙;阮海波;;柔性ZnO基透明导电薄膜的研究进展[J];重庆理工大学学报(自然科学);2015年05期
13 商世广;王箫扬;赵萍;邢立冬;;ZnO纳米线阵列的可控生长及机理分析[J];西安邮电大学学报;2015年03期
14 谢娟;夏慧莹;周昭;魏雨;;ZnO基双组分复合光催化剂的研究进展[J];河北师范大学学报(自然科学版);2015年04期
15 党威武;张永军;徐秀娟;李燕;;气相法制备ZnO纳米阵列研究进展[J];合成材料老化与应用;2015年05期
16 张蕊;;ZnO纳米材料抑菌活性研究[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);2014年02期
17 郭志民;丁元法;李云飞;;掺杂ZnO透明导电薄膜研究进展[J];化工新型材料;2014年03期
18 王晓红;谢文静;郝臣;张鹏飞;傅小奇;司乃潮;;木素磺酸钙模板法液相合成花簇状ZnO及其光催化性能[J];金属学报;2013年09期
19 吕伟;周明;刘长隆;;微生物模板辅助制备ZnO空心微球[J];材料导报;2012年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈娣;刘彬;;基于ZnO布的柔性光探测器和可循环光催化剂[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年
2 张铮;黄运华;李萍;廖庆亮;张跃;;基于ZnO纳米阵列的应力传感器构建及性能测试[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
3 熊焕明;;ZnO发光量子点在生物成像与纳米载药中的应用[A];第十二届固态化学与无机合成学术会议论文摘要集[C];2012年
4 范科;彭天右;颜昌建;陈俊年;李仁杰;;ZnO微米花散射层在染料敏化太阳能电池中的应用[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年
5 薛茹君;吴玉程;刘家琴;王文芳;李广海;张立德;;ZnO掺杂对纳米氧化铝相变及其产物的影响[A];纳米材料与技术应用进展——第四届全国纳米材料会议论文集[C];2005年
6 武丽慧;张永哲;韩立中;康翠萍;谢二庆;;ZnO纳米球制备染料敏化太阳能电池电极的研究[A];TFC'07全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2007年
7 董建新;方亮;张淑芳;彭丽萍;张文婷;高岭;;ZnO上欧姆接触的研究进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
8 李成基;李弋洋;曾一平;;高阻ZnO单晶的热激发光、热激电流及热电效应谱测量[A];第十五届全国化合物半导体材料,微波器件和光电器件学术会议论文集[C];2008年
9 李楠;张小红;郑言贞;陶霞;;碘掺杂ZnO光阳极染料敏化太阳能电池的性能研究[A];第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集[C];2017年
10 雷芳;王开学;魏霄;陈接胜;;不同形貌ZnO的水热合成及其光电性质研究[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 Ali Hassan;ZnO和GZO薄膜光电性能研究[D];北京工业大学;2018年
2 郭岩;大气环境ZnO基钙钛矿太阳能电池制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
3 任璐;纳米结构TiO_2、ZnO的制备及其光催化性能的研究[D];武汉理工大学;2016年
4 王倜;原子层沉积方法制备非极性面ZnO异质结及其物性研究[D];武汉大学;2013年
5 王欢;还原氧化石墨烯及氧化石墨烯/ZnO复合物的制备及其光、电性能研究[D];吉林大学;2012年
6 刘凤娟;ZnO基薄膜的生长及其紫外光敏电阻器的研制[D];北京交通大学;2012年
7 吕建国;ZnO半导体光电材料的制备及其性能的研究[D];浙江大学;2005年
8 袁艳红;碳纳米管与ZnO低维材料的光学特性研究[D];西北大学;2006年
9 张晓晖;微米级电气石表面包覆ZnO及其电磁屏蔽性能研究[D];中国地质大学(北京);2006年
10 彭成晓;正电子对ZnO和GaN宽带隙半导体中缺陷的研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱珂欣;ZnO基纳米异质结的制备与光催化性能研究[D];西安工业大学;2019年
2 杨笑江;ZnO基双色探测器的制备及研究[D];长春理工大学;2019年
3 申野;ZnO基阻变存储器的制备工艺及性能探究[D];电子科技大学;2019年
4 王松;纳米棉纤维/ZnO基复合材料的制备及其光催化性能研究[D];浙江理工大学;2019年
5 马杨;基于ZnO竖直纳米棒阵列的光探测器研究[D];合肥工业大学;2018年
6 卢学良;掺镁ZnO基固体装配型薄膜体声波谐振器研究[D];上海交通大学;2017年
7 张小舟;ZnO压电薄膜的制备及其能量采集和传感特性的研究[D];安徽大学;2019年
8 任勃帆;(GaN)_(1-x)(ZnO)_x固溶体纳米线成分和晶面调控及光催化性能研究[D];天津大学;2018年
9 周慧敏;镁合金表面ZnO超疏水复合膜层的制备及其性能研究[D];哈尔滨工程大学;2019年
10 胡聪;ZnO阻变存储器的实验与数值模拟研究[D];兰州大学;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|