ZnO納米晶的摻雜、組裝及光學性質調控.pdf

1、膠體氧化鋅納米晶是一類非常重要的半導體材料，與傳統(tǒng)薄膜材料相比它有許多優(yōu)勢，如優(yōu)異的光電性能、易于制備和加工。不同摻雜和微結構（包括晶粒尺寸、取向、形貌、維度和結晶度）的氧化鋅性能也有顯著差異。因此，人們嘗試通過多種方法合成尺寸和形貌可控的氧化鋅納米晶。其中，溶劑熱法被證明是制備高結晶度氧化鋅納米晶的較好方法。通過調節(jié)反應配體或種子法生長可以有效調節(jié)納米晶的尺寸和形狀的各向異性，以用于特殊的用途。
　　摻雜或合金化是調控半導體納米

2、晶電學和光學性能的重要手段。關于傳統(tǒng)的低濃度摻雜的研究工作有很多，但關于合金氧化物納米晶生長的文獻資料卻很少。另外，當兩種氧化物晶格結構不同時，它們之間的合金化會遇到溶解度低或者相分離的問題。因此，對摻雜機理和生長行為的深入了解有利于提高合金化溶解度并阻礙相分離。
　　鑒于鎂鋅氧和鈹鎂鋅氧合金納米晶有潛力用于深紫外光電探測器、勢壘層和激光器件，在這里，我們深入探究它的生長行為，主要工作包括：
　　1.以硬脂酸鋅、乙酰丙酮鋅、

3、硬脂酸鎂和乙酰丙酮鎂中的一種或兩種為前驅物，通過一步法制備鎂鋅氧合金納米晶。并利用XRD和光學表征等手段研究了不同前驅物得到MgZnO樣品的結構和光學性能。當反應物中鎂含量增加到一定值時，產物從六方相逐漸變化為立方相。不同前驅物的不同分解速率會影響合金產物的結晶度和相分離。乙酰丙酮鎂和乙酰丙酮鋅反應得到的MgZnO合金納米晶結晶度最高，能帶最寬，達到了3.9 eV。
　　2.通過調節(jié)鎂摻雜含量我們得到了零維球狀、二維花狀和三維花束

4、狀MgZnO納米結構。高分辨電鏡的結果表明最初生成的MgZnO納米顆粒在特定面連接繼而組裝為二維和三維結構。我們提出了一種基于摻雜-配體-生長關系的連接組裝機制，傅里葉紅外光譜和熱重分析結果支撐了該機制。
　　3.我們通過向MgZnO合金中引入少量的Be得到了單相纖鋅礦BeMgZnO合金納米晶。XRD和ICP-AES分析表明，Be摻雜能提高鎂鋅氧合金中鎂的溶解度，提高合金的結晶質量并抑制合金發(fā)生相分離，制備的四元合金帶隙可達4.3