掺杂纳米氧化锌的光学性能综述

氧化锌是具有宽带隙和优良光电、压电等性能的半导体材料，且化学稳定性高，在功能器件的研制中具有广泛的用途，因而受到人们越来越多的重视。纳米氧化锌由于它的电子结构特性和潜在的应用而受到广泛的关注，尤其是其优异的光学性能越来越受到人们的重视。本文对纯纳米氧些锌和掺杂型纳米氧化锌的结构、制备及光学性能进行了综述。     

磁控溅射法制备氮掺杂的氧化锌薄膜

目的 比较氮掺杂的氧化锌薄膜与纯氧化锌薄膜的发光特性.方法 用射频磁控溅射法,在玻璃衬底上通过控制氢气,氧气,氮气的流量,制备了纯氧化锌薄膜和氮掺杂的氧化锌薄膜样品.结果 通过比较纯氧化锌薄膜样品和氮掺杂的氧化锌薄膜样品的发光谱,在466nm(2.6 eV)附近发现了一个发光峰;氮掺杂的氧化锌薄膜样品的带隙比纯氧化锌薄膜样品的带隙宽.结论 氮掺杂的氧化锌薄膜在466 nm左右的发光峰与氮有关;带隙变宽的原因:一个是样品中的晶粒小引起的量子限制效应,另一个是压应力引起的氧化锌晶格中的氧原子的2p轨道和锌原子的4s轨道之间斥力增大.     

铝掺杂氧化锌薄膜电学特性的研究

利用脉冲激光沉积法,在氧气氛下(氧分压为20 Pa)以硅为基体制备了ZnO:Al透明导电膜.靶材选用(ZnO)1-x(Al2O3)x陶瓷靶,沉积过程中基体温度保持在600℃.通过对膜进行霍尔效应测量及SEM、XRD测试分析,研究了靶材中的化学配比(掺杂比)对膜的电学特性的影响.结果表明:掺杂比影响着膜的电学性能和膜的结晶状况.掺杂铝的质量分数为1.37%时所获得的ZnO薄膜具有最小的电阻率.     

镧掺杂氧化锌纳米颗粒的制备及光学性能研究

采用反相微乳液在水热条件下,制备出了片状的氧化锌纳米材料,并掺杂少量稀土镧元素,研究了掺杂量对纳米氧化锌光学性能的影响,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和荧光光谱分析（PL）对所得样品进行了表征,结果表明镧的掺杂可以对纳米氧化锌的光性能有积极的影响,掺杂量为La／Zn at．％=0．025时,发光峰强度较强．     

PLD法制备纳米氧化锌薄膜

目的研究制备高质量的纳米ZnO薄膜的最佳方案。方法通过反应条件和工艺参数的控制,用PLD法制备纳米氧化锌薄膜,对所制备的纳米氧化锌薄膜进行XRD谱研究,采用原子显微镜观察其形貌并研究氧化锌薄膜的各种光学性质。结果在激光脉冲能量为150 mJ、氧气压为20Pa条件下制备出了高质量的c轴择优取向的纳米氧化锌薄膜。结论制备工艺参数的控制对其性质有着极其重要的影响。     

氧化锌及银掺杂的氧化锌薄膜的紫外发光研究

采用超声喷雾热解工艺,在Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了衬底温度、喷雾速率、银掺杂对ZnO薄膜发光性质的影响.结果表明,选择合适的沉积温度和喷雾速率能制备出具有良好结晶质量、强紫外发射、高紫外/可见发光强度比的ZnO薄膜.未掺杂样品中,在沉积温度为500 ℃、喷雾速率为0 15 mL/min条件制备的ZnO薄膜的近带边紫外发光性能最好,其紫外/可见发光强度比能够达到470.低浓度的银掺杂可以进一步提高ZnO的紫外发光性能,掺杂3%浓度的Ag可以使ZnO的紫外/可见发光强度比达到700.但过高浓度的掺杂反而会降低紫外发光强度.     

ZnO纳米片的制备及光学性质研究

本文利用化学浴沉积法制备了片状氧化锌纳米粒子。在室温下,利用X射线衍射谱,扫描电镜和光致发光谱对氧化锌纳米片进行了表征。结果表明,氧化锌纳米片最强的衍射峰与<001>晶面相对应,显示出与普通氧化锌不同的明显的择优取向;片状氧化锌的尺寸为1000 nm×600 nm×60 nm;结果显示,刚制备的氧化锌的光谱包括一个紫外发光峰和一个蓝绿发光峰。片状氧化锌的生长分两个阶段:第一阶段,大量的乙酸锌前驱体在75℃通过水热分解反应沉积为氧化锌;第二阶段,氧化锌在低温下溶解,也称为老化阶段。     

氧化锌薄膜的制备技术

介绍了氧化锌薄膜的制备方法,主要有物理和化学两种方法。物理方法有：分子束外延法（MBE）,脉冲激光溅射沉积法（PLD）以及磁控溅射法;化学方法有：溶液镀膜法和各种化学气相淀积（CVD）。重点讨论了磁控溅射法的优缺点及展望。     

银掺杂氧化锌薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法,通过改变硝酸银与醋酸锌的物质的量比分别在Si,ITO和玻璃基片上制备出不同Ag掺杂浓度的ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计、伏安特性曲线等测试手段,表征了薄膜的结晶状况、表面形貌及光电特性等.结果表明:随Ag元素的引入及掺杂浓度的升高,ZnO薄膜中有Ag单质生成,并在波长404 nm处出现了由Ag单质颗粒引起的共振吸收峰,同时ZnO薄膜的导电性得到了明显改善,在可见光范围内薄膜透光率均在85%以上.Ag掺杂原子数分数为7%时,薄膜导电性最好,其在可见光范围内透光率高达90%.     

掺杂纳米硅薄膜微结构的研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法成功地沉积出掺杂(主要是磷、硼)纳米硅(nc-Si:H)薄膜.利用高分辨电子显微镜(HREM)、Raman散射、X射线衍射(XRD)、Auger电子谱(AES)和共振核反应(RNR)等手段对掺入不同杂质后的纳米硅薄膜的微结构进行了系统的研究.实验结果表明,随着掺磷浓度的增加,掺杂纳米硅薄膜的晶粒尺寸减小,晶态比和晶粒密度增加.而随着掺硼浓度的增加,掺杂纳米硅薄膜的晶粒尺寸没有变化,晶态比减小,掺硼浓度达到一定程度时,则变成了非晶硅薄膜.     

沉积温度对取向纳米ZnO阵列形貌结构的影响

采用化学气相沉积方法,以ZnO及无定形碳粉末为原料,高纯Ar气为载气,在单晶硅和Al2O3基底上,用化学气相沉积技术,在750—1050℃范围内制备了取向的纳米ZnO晶体阵列．用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱（PL）等方法对ZnO薄膜阵列的结构和性能进行了表征,发现沉积温度对取向ZnO纳米阵列的生长结构和光致发光特性有重要影响,并就生长条件对纳米ZnO晶体阵列性能的影响因素进行了讨论分析．     

Mg掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质

采用磁控溅射方法在硅和石英衬底上制备了纯ZnO和Mg0.04Zn0.96O薄膜.用XRD和AFM表征薄膜的晶化行为和显微结构,用透射谱和光致发光谱分析薄膜的光学性质.分析结果显示:两种薄膜均为六角纤锌矿结构,且沿c轴取向,薄膜表面光滑致密,晶粒分布均匀;薄膜在可见光范围内具有较高的透过率,Mg掺杂后透射谱吸收边向高能侧移动,相应的薄膜的带隙宽度从3.28 eV升至3.36 eV;用包络法计算出薄膜的光学常数表明,Mg掺杂没有明显改变薄膜的折射率,但使消光系数明显增大;薄膜的光致发光谱分析也发现,掺入Mg使带边发射峰蓝移.     

取向ZnO纳米线阵列的生长机理及发光特性

用化学气相沉积法制备了圾向纳米氧化锌（ZnO）阵列；用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察了制备的纳米ZnO的形貌结构;用荧光光谱仪（PL）分析了样品的发光特性；以气-液-固（VLS）生长模型和Ehrlich-Schwoebel势垒理论解释讨论了ZnO纳米线的生长结构与机理。     

聚-氯对二甲基苯膜的制备与光学特性

以一氯对二甲基苯二聚体为原料，通过真空化学气相沉积法制备聚-氯对二甲基苯（Parylene C）膜，对该高分子膜材料的光学性能进行了研究。     

一种简便方法制备ZnO薄膜及其特性研究

该文介绍了一种制备ZnO薄膜的简便方法:先在真空中蒸发沉淀Zn薄膜,再在空气中进行加热退火处理,使薄膜结晶变成ZnO薄膜。薄膜的X射线衍射谱(XRD)表明使用上述方法得到的是结晶良好的ZnO薄膜,对薄膜的发光特性研究表明,薄膜的光致发光谱(PL)与薄膜的制备条件密切相关。同时还系统研究了薄膜的PL谱与退火温度、退火时间和通气与否的关系,对实验结果给出了初步的解释。     

双掺杂核壳结构ZnS：Mn@ZnS：Cu量子点的水热法合成及其光致发光性能

以巯基丙酸为稳定剂,水热法合成了分别用Mn和Cu双掺杂、核壳结构的新型量子点( ZnS：Mn@ZnS：Cu)。工作中,分别考察了原料配比、反应温度、反应时间、pH值、核壳比例和掺杂量对 ZnS：Mn@ZnS：Cu光致发光性能的影响,用扫描隧道显微镜、X射线粉末衍射等手段表征了ZnS：Mn@ZnS：Cu的形貌与结构,用荧光等光谱方法研究了其性能。结果表明,ZnS：Mn@ZnS：Cu量子点性能稳定,其荧光、磷光和热稳定性等性能明显优于单掺杂的ZnS：Mn量子点。     

纳米ZnO阵列的制备及荧光特性

使用结构简单的恒温管式炉设备,以ZnO及无定形碳粉末为原料,高纯Ar气为载气,在单晶硅和Al2O3基底上,用化学气相沉积技术,在600～1100℃范围内翻备了择优取向的纳米ZnO晶体阵列．用扫描电子显微镜（SEM）和荧光光谱（PL）等方法对ZnO薄膜阵列的结构和性能进行了表征,讨论了生长条件对纳米ZnO晶体阵列性能的影响．     

壳聚糖/ZnO复合材料制备及表征

通过在壳聚糖(CS)溶液中掺入乙酸锌制备了Zn2+/CS复合膜,采用化学溶液沉积法,在Zn2+/CS复合膜上生长氧化锌(ZnO),并通过改变生长液的组成成分寻找其最简单、优化的试验方案.通过UV-Vis、XRD和SEM表征,对样品进行分析研究.结果表明,在Zn(NO)3.6H2 O和NaOH组成的化学溶液环境中,Zn2+/CS复合膜中的ZnO最易生长,在Zn2+/CS复合膜的表面首先形成了一层ZnO粒子膜,然后ZnO粒子长大成六角纤锌结构、没有明显的择优取向的ZnO棒.光学性能测试显示ZnO/壳聚糖复合材料具有良好的光致发光性能.电阻率的测定表明ZnO/壳聚糖复合材料是一种防静电材料.     

用PLD法在MgO(100)衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性

用脉冲激光沉积法在MgO(100)衬底上沉积了ZnO薄膜.衬底温度分别为400℃、550℃和700℃.利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究.X射线衍射的结果表明,在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c-轴择优取向,但是当衬底温度升高到700℃时,薄膜由单一的择优取向变为有两个较强的择优取向.通过光致发光谱可以发现,在550℃下生长的ZnO薄膜具有强的紫外发射和窄的FWHM,并且紫外发光峰的强度与ZnO薄膜的结晶质量密切相关.     

Nd掺杂对ZnO薄膜结构及室温光致发光特性的影响

通过射频磁控溅射技术在Si（111）衬底上制备了不同含量的Nd掺杂ZnO薄膜.XRD和AFM分析表明,Nd掺杂没有改变ZnO薄膜的结构,薄膜为纳米多晶结构,未掺杂ZnO沿c择优生长.Nd掺杂使ZnO薄膜表面粗糙,起伏较大,薄膜中随Nd掺杂量的增加颗粒减小.室温光致发光谱显示,薄膜出现了395nm的强紫光峰和495nm的弱绿光峰,同时,Nd掺杂不改变PL谱的峰位置,Nd含量对PL谱的峰强度产生了一定影响.