2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、ZnO是一種重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體材料,它具有良好的化學穩(wěn)定性和熱學穩(wěn)定性。在室溫下,它的禁帶寬度為3.37eV,激子束縛能高達60meV,如此高的激子束縛能使ZnO材料在室溫甚至更高的溫度下都具有很強的激子發(fā)射性能。因此,ZnO材料成為制造下一代短波長(尤其是紫外)發(fā)光器件如紫外發(fā)光二極管、紫外激光器等的理想選材之一。目前,盡管很多ZnO納米結構材料已經被制備出來并被廣泛地研究了,但ZnO薄膜仍是被研究得最廣泛和最深入的ZnO材料

2、。對于ZnO薄膜在紫外發(fā)光器件中的應用,如何提高它的紫外發(fā)射性能和采用何種技術方法來制備商業(yè)性使用的ZnO薄膜一直是廣受人們關注的問題。正是在這樣的背景下,我們開展了一些相關的研究工作。
   (1)研究了TiO2緩沖層與SiO2緩沖層對生長在Si襯底上的ZnO薄膜的結構與紫外發(fā)射性能的影響。眾所周知,單晶Si是生長ZnO薄膜的主要襯底材料之一,但在單晶Si襯底上生長ZnO薄膜存在兩個方面的問題:一方面是當在較高的溫度下生長Zn

3、O薄膜時或對生長在Si襯底上的ZnO薄膜在較高的溫度下退火時,Si襯底表面的Si原子容易從ZnO薄膜中“掠取”氧原子,從而造成ZnO薄膜中出現(xiàn)很多氧空位缺陷;另一方面,ZnO薄膜與Si襯底之間存在較大的晶格失配與熱失配。這些因素都會導致ZnO薄膜的結晶質量下降和紫外發(fā)射性能降低。本研究結果表明TiO2緩沖層與SiO2緩沖層可以有效地提高ZnO薄膜的結晶質量和增強ZnO薄膜的紫外發(fā)射性能,這主要歸因于TiO2緩沖層與SiO2緩沖層解決了上

4、述兩個方面的問題。
   (2)研究了TiO2包覆層對ZnO薄膜的紫外發(fā)射性能的影響。采用電子束蒸發(fā)制備了TiO2納米顆粒包覆的ZnO薄膜,利用TiO2納米顆粒與ZnO薄膜之間的熒光共振能量轉移效應,ZnO薄膜的紫外強度被大幅度地提高了。此外,研究結果也表明,適當的退火處理對于獲得最佳的TiO2-ZnO薄膜的紫外發(fā)射性能很重要。
   (3)研究了膜厚對溶膠—凝膠法生長的ZnO薄膜的結構與光學性質的影響。實驗結果表明,隨

5、著膜厚的增加,ZnO薄膜的結晶質量逐漸提高了,紫外發(fā)射性能逐漸增強了;ZnO晶粒的生長模式逐漸由縱向式生長向側向式生長轉變。
   (4)采用電子束蒸發(fā)和快速高溫退火處理制備出了納米錐ZnO薄膜并研究了它的光致發(fā)光行為的陳化效應。研究結果表明,對于非密封陳化的ZnO薄膜,隨著陳化時間的延長,它的綠光發(fā)射強度逐漸減弱了,而紫外發(fā)射強度輕微地增加了。這個實驗結果支持ZnO的綠光發(fā)射起源于氧空位缺陷。
   本文所進行的研究工

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