氧化錫納米晶及其摻銅薄膜的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、SnO2作為一種新型的n 型直接寬禁帶氧化物半導(dǎo)體功能材料，由于其特殊的物理與化學(xué)性能，在很多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以水熱法制備的氧化錫納米晶和溶膠-凝膠法制備的氧化錫及其銅摻雜納米薄膜為研究對(duì)象，采用X射線衍射、高分率電鏡、拉曼光譜、紫外-可見吸收光譜等手段，研究了其制備生長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)特性以及光學(xué)特性。研究工作的主要成果如下：
　　 1.水熱法制備的氧化錫納米晶生長(zhǎng)機(jī)制及光學(xué)性質(zhì)在熱處理過程中，晶粒生長(zhǎng)存在兩個(gè)階段：500o

2、C 以下晶粒依靠吸收周圍非晶成分長(zhǎng)大，所需激活能只有7.3kJ/mol，晶粒生長(zhǎng)速度緩慢，并且晶粒不存在晶格缺陷。隨著熱處理溫度的提高，晶粒以相近納米晶相互熔合的方式長(zhǎng)大，晶粒生長(zhǎng)所需激活能較大，達(dá)到19kJ/mol，晶粒生長(zhǎng)速度迅速，生長(zhǎng)時(shí)的不完全取向粘結(jié)形成了位錯(cuò)。
　　 不同粒徑的氧化錫納米顆粒的拉曼光譜顯示A1g(633cm-1)隨晶粒尺寸減小而向低波數(shù)移動(dòng)和譜峰不對(duì)稱展寬的現(xiàn)象，歸因于聲子限制效應(yīng)，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻

3、合。
　　 樣品紫外-可見吸收光譜的吸收邊隨粒徑減小有明顯的藍(lán)移。這種藍(lán)移歸因于量子限制效應(yīng)。在325nm 波長(zhǎng)的激光激發(fā)下，氧化錫納米晶在可見光區(qū)520nm處發(fā)光，且隨著顆粒的尺寸的減小，其發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)，來源于表面缺陷。
　　 2.溶膠-凝膠法制備的氧化錫納米薄膜及其銅摻雜薄膜薄膜樣品的X 射線衍射圖譜和高分辨電鏡表明，500oC 熱處理后的納米薄膜已經(jīng)結(jié)晶，薄膜厚度為90nm。銅的摻入并沒有改變氧化錫的晶體結(jié)構(gòu)，薄膜