透明导电薄膜(I):掺杂透明导电氧化物薄膜

透明导电氧化物薄膜具有良好的光电性能.作为前电极,此类半导体材料薄膜广泛应用于半导体器件.本文以典型的掺杂TCO薄膜为切入点,综述了透明导电氧化物薄膜的发展历史及应用,重点阐述了几种典型掺杂TCO薄膜的结构特征、光电特性、制备方法及应用展望.     

透明导电氧化物薄膜的制备方法研究

主要介绍了制备透明导电氧化物薄膜的方法,其中包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法（PLD）、喷涂热解法、分子束外延法（MBE）、溶胶-凝胶技术（sol-gel）法,总结了各种方法的优缺点,并对透明导电氧化物薄膜的研究进行了展望。     

镓镁锌氧化物透明导电薄膜的制备及其表征

采用磁控溅射方法制备了镓镁锌氧化物(GaMgZnO) 透明导电薄膜,通过 X 射线衍射仪、四探针仪和分光光度计的测试分析,研究了沉积温度对 GaMgZnO 薄膜微观结构和电光性能的影响．结果显示: 所制备的样品均为六角纤锌矿结构的多晶薄膜并具有c轴择优取向生长特点,其结晶质量和电光性能与沉积温度密切相关．当沉积温度为 550 K 时,GaMgZnO 薄膜的晶粒尺寸最大(51.72 nm) 、晶格应变最小(1.11×10^-3)、位错密度(3.73×10^-3line·m^-2) 、电阻率最低(1.63×10^-3 Ω·cm) 、可见光区平均透过率(82．41%) 、品质因数最大(5.06×10² Ω^-1·cm^－1) ,具有最好的结晶质量和光电综合性能．另外采用光学表征方法 获得了薄膜样品的光学能隙, 结果表明由于受 Burstein-Moss 效应的影响,GaMgZnO薄膜的光学能隙均大于未掺杂ZnO的数值．     

钛镁共掺氧化锌透明导电薄膜的制备及其光电性能

采用磁控溅射工艺制备了钛镁共掺氧化锌(TMZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜,通过紫外-可见分光光度计和四探针仪的测试以及光学表征技术,研究了气体压强对薄膜样品光学和电学性能的影响.结果表明:所有薄膜样品在可见光区域具有正常色散性质,其折射率曲线均遵循单振子色散模型;同时TMZO薄膜的光电性能与气体压强密切相关.当气体...     

透明导电ZTGO薄膜的制备及其光电性能研究

采用射频磁控溅射方法制备了ZTGO透明导电氧化物薄膜,通过紫外-可见分光光度计和四探针仪的测试以及光学表征技术,研究了生长温度(Tem)对样品光学、电学和光电综合性能的影响.结果表明,薄膜样品的性能参数与Tem值密切相关.当Tem为640 K时,样品的电导率为7.86×102 S?cm-1、光学带隙为3.48 eV、U...     

Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

 采用溶胶 凝胶法,在玻璃衬底上制备出Al-Y共掺杂的ZnO透明导电薄膜。X射线衍射(XRD)表明,Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向。制备的Al-Y共掺杂ZnO薄膜电阻率最小值为1.63×10² Ω·cm,在可见光区(400-800 nm)平均透过率超过85 %。     

石墨烯银纳米线透明导电薄膜的制备进展

透明导电薄膜是触摸器件以及液晶显示器等的重要组成部分,制备透明导电薄膜的材料主要有金属氧化物、导电聚合物、碳材料、金属材料和复合材料等。其中,一维银纳米线和二维石墨烯材料制备透明导电薄膜具有光电性能优异、化学性能稳定和柔韧性好等特点,有望应用于柔性电子设备中。介绍了石墨烯银纳米线透明导电薄膜常用的制备方法：旋涂法、真空抽滤法、棒涂法、喷涂法、滴涂法等5种以及各种制备方法的优缺点;总结了石墨烯银纳米线复合薄膜的应用领域;展望了石墨烯银纳米线透明导电薄膜的发展前景。     

P型透明导电氧化物CuAlO_2的研究进展

CuAlO2作为一种天然的P型透明导电氧化物(TCO)成为近年来P型TCO的研究热点.介绍了CuAlO2近几年最新的研究进展,简述了不同的制备方法及其优缺点,综述了对其光电、热电等性能的研究状况,对CuAlO2掺杂前后性能改变的研究进展做了详细介绍,并提出了CuAlO2未来的研究方向.     

制备条件对镓掺杂氧化锌薄膜的透明导电性影响

用高温固相反应法制备了镓掺杂的氧化锌导电陶瓷,研究了预烧温度、烧结温度和掺杂浓度等工艺条件;用射频磁控溅射方法分别在玻璃和石英基底上沉积了镓掺杂的氧化锌薄膜,研究了该薄膜在不同的基底温度和不同的氧氩比等条件下的光电性质的变化情况以及氮气氛下不同退火温度下的光电性质,结果表明:镓掺杂氧化锌薄膜在450℃的基底温度、2%的掺杂浓度和700℃的退火温度等条件下实现了0.84×10-4Ω.cm的低电阻率和大于90%的可见光透过率,其光学带隙随退火温度的上升也有一定程度的增大.     

P型透明导电氧化物CuAlO_2的研究进展

CuAlO2作为一种天然的P型透明导电氧化物(TCO)成为近年来P型TCO的研究热点.介绍了CuAlO2近几年最新的研究进展,简述了不同的制备方法及其优缺点,综述了对其光电、热电等性能的研究状况,对CuAlO2掺杂前后性能改变的研究进展做了详细介绍,并提出了CuAlO2未来的研究方向.     

稀土配合物[Eu（C4H6NO3）3（H2O）3]的制备、表征及摩擦发光性质

以N-乙酰甘氨酸为配体,在无水乙醇中分别制备了La3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+以及Eu3+五种稀土配合物。经元素分析和FTIR测定了配合物的组成。运用RAMAN光谱研究了具有摩擦发光性能的铕配合物的室温和低温的发光光谱。实验表明,在氩离子激光器照射下铕配合物发红光,最强发射峰为613 nm,表现为Eu3+的特征荧光。且该配合物摩擦时会发出与该稀土离子的荧光颜色相同的红色亮光。     

4-(2-吡啶偶氮)-间苯二酚光度法测定Ga3+、In3+的研究

以4 (2 吡啶偶氮) 间苯二酚(PAR)为显色剂,用光度法测定了Ga3 、In3 两种离子.实验发现,PAR与 Ga3 在pH5.5～6.5时形成桔红色络合物,λmax=505nm,在0～5.0μg·mL-1范围内符合朗伯比尔定律,表观摩尔 吸光系数ε505Ga=1.40×104L·mol-1·cm-1,桑德尔灵敏度SGa3 =0.0050mg·cm-1.In3 与PAR在pH6.0～6.5形成 桔红色络合物,λmax=505nm,在0～4.6μg·mL-1符合朗伯比尔定律,表观摩尔吸光系数ε505In=1.37×104L·mol-1·cm-1, SIn3 =0.0084mg·cm-1.pH及显色剂PAR用量对Ga3 、In3 测定影响较大.     

PEO-PPO可聚合型大分子乳化剂的合成及应用

甲醇为起始剂,与萘钾反应转化为醇钾,以醇钾为引发剂依次引发环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)阴离子开环聚合,合成环氧乙烷-环氧丙烷(PEO-PPO)两嵌段共聚物,然后用甲基丙烯酰氯(MAC)为封端剂对该嵌段共聚物进行封端,得到可聚合型大分子乳化剂(PEO-PPO-MA),其中聚环氧乙烷部分为亲水链段,聚环氧丙烷部分为疏水链段。采用GPC1、H-NMR对PEO-PPO-MA的结构进行了表征,并用表面张力法测定了PEO-PPO-MA的临界胶束浓度(CMC)值。以合成的可聚合型大分子聚合物作为乳化剂直接进行苯乙烯的乳液聚合,研究了加料方式对乳液聚合的影响。结果表明,聚合所得乳液粒径均匀,且在加入乙醇、MgSO4及冻融条件下均具有很好的稳定性。     

由碱式草酸铜前驱物通过超声法制备氧化铜纳米线及其光致发光性能

以碱式草酸铜和氢氧化钠为反应原料,聚乙烯醇为辅助试剂,采用超声法合成了具有颗粒次级结构的纳米线状CuO,并研究了水热、微波、超声法三种合成方法对CuO形貌的影响．实验结果表明不同的合成方法对样品的形貌影响很大,并且超声处理对于制备纳米线状氧化铜起到了至关重要的作用,而辅助试剂有助于形成形貌更加均一的产物．分别采用XRD、SEM、TEM及HRTEM研究产物的结构与形貌,以FT-IR观察产物的表面结构与成键特性,通过UV-Vis吸收光谱及荧光光谱（PL）研究产物在紫外．可见光区的光捕获能力及荧光发射情况．测试结果表明氧化铜纳米线的直径约为10～15nm,长度约为2～4um,组成纳米线的颗粒次级结构的计算平均粒径为14．6nm．与体相CuO材料相比,CuO纳米线的吸收带边出现了明显的蓝移现象,其带隙能为2．67eV,这可归于量子尺寸效应．光谱研究结果表明样品在紫外光区具有较强的光捕获能力,并能发出蓝紫光．     

Fabrication and photoluminescence of GaN nanowires prepared by ammoniating GaeO3/BN films on Si substrate

GaN nanowires were successfully prepared on Si（111） substrate through ammoniating Ga203/BN films deposited by radio frequency magnetron sputtering system. The synthesized nanowires were confirmed as hexagonal wurtzite GaN by X-ray diffraction, selected-area electron diffraction and Fourier transform infrared spectra. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy revealed that the grown GaN nanowires have a smooth and clean surface with diameters ranging from 40 to 160 nm and lengths typically up to several tens of micrometers. The representative photoluminescence spectrum at room temperature exhibited a strong UV light emission band centered at 363 nm and a relative weak purple light emission peak at 422 nm. The growth mechanism is discussed briefly.     

Mn2+、Ce3+共掺杂Zn2SiO4材料的溶胶-凝胶法制备及光学性能研究

采用溶胶-凝胶、化学掺杂方法制备了Mn2 、Ce3 离子掺杂Zn2SiO4材料;用X射线衍射仪、透射电子显微镜、吸收光谱仪以及荧光光谱仪对其结构、形貌和光致发光性能进行测试分析;结果表明,900℃热处理基本形成Zn2SiO4晶体,一次颗粒尺寸大约为200 nm左右;在空气中1 100℃和H2气氛中900℃热处理后,样品中存在2个发光峰:Mn2 产生的522 nm强绿光发射,Ce3 离子产生的398 nm弱紫光发射。     

氧化铝模板的制备与光致发光性能研究

在不同温度、电压、溶液中，应用阳极氧化高纯铝片的方法制备出不同孔径、厚度的阳极氧化铝（AAO）模板，用扫描电子显微镜（SEM）表征了AAO模板的微观结构，应用紫外可见分光光度计、荧光光度计对模板进行了光学特性表征，发现在草酸溶液中制备的模板具有紫外吸收和光致发光性能。     

Mn-O共掺单层MoS2磁性和光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理自旋极化密度泛函计算了O,Mn单掺杂和Mn-O共掺杂MoS_2单层系统的电子结构、磁性和光学性质.在Mn和Mn-O掺杂后,由于自旋向上通道中杂质带的出现,导致MoS_2单层系统从自旋向上和自旋向下态密度完全对称的非磁性半导体转变为磁矩1μB和1.08μB的铁磁半导体,磁矩主要集中在掺杂的Mn原子上,而自旋向下通道仍保持半导体特征,其自旋间隙分别为1.613和0.396eV.同时发现Mn-O共掺杂后,在低能量区域(0～2.5eV),其介电常数、折射系数和吸收系数相比未掺杂和O单掺杂的MoS_2系统增强显著,并出现了红移现象.     

基于可控Cd掺杂In2O3纳米线的电学特性研究

文章利用化学气相沉积法合成了不同摩尔比的Cd掺杂的In2O3纳米线,制备了基于单根In2O3纳米线的底栅场效应晶体管,并研究了其电输运特性。结果表明,相对未掺杂的In2O3纳米线,In2O3∶Cd纳米线的电导率有1～2个数量级变化,载流子迁移率高达58.1cm2/(V.s),载流子浓度高达3.7×1018 cm-3。可控Cd掺杂In2O3纳米线将在纳米光电子器件方面有着广泛的应用前景。     

Er3+/Yb3+共掺铅铌磷酸盐玻璃光纤放大器特性

以P2O5、Nb2O5、Na2O、Ga2O3和PbCl2为基质制备Er3 /Yb3 共掺磷酸盐(EYPNGP)玻璃.应用McCumber原理研究的结果显示,EYPNGP玻璃在1530 nm处的峰值受激发射截面和有效带宽分别为6.20×10-21cm2和56.6 nm,大于常规的掺铒磷酸盐玻璃.数值模拟计算结果表明,对于EYPNGP光纤放大器而言,利用较短的激活长度就可获得足够的信号光放大.