摻雜ZnO基粉體的制備及其光性能研究.pdf

1、氧化鋅是一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料,室溫下的禁帶寬度為3.2eV,激子束縛能高達(dá)60meV,半導(dǎo)體復(fù)合或摻雜等能提高其性能,在隱身材料方面得到越來(lái)越多的重視。而當(dāng)前ZnO研究工作的熱點(diǎn)問(wèn)題為人們更多關(guān)注于其陽(yáng)離子摻雜改善其電性能,而對(duì)陰離子,如S元素?fù)诫s來(lái)改善ZnO光學(xué)性能的研究很少,故本文對(duì)ZnO有針對(duì)性的摻雜S,以期改善其光學(xué)性能。
　　本文采用了水熱法制備了ZnO、ZnS，真空冷凍干燥法制備ZnS和水熱法、溶膠-凝膠法制備S

2、摻雜ZnO粉體。對(duì)制得的粉體用XRD、SEM、紅外光譜和紫外-可見(jiàn)光譜進(jìn)行物理狀態(tài)和性能分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　?、乓訸nCl2為原料,采用水熱法制得納米ZnO粉體,得到的粉體平均粒徑為80-100nm。取得最佳光吸收性能的反應(yīng)條件為:ZnCb濃度為1.0mol/L、15M的NaOH調(diào)pH=11、200°C下反應(yīng)12h,所得ZnO粉體在紫外光區(qū)較傳統(tǒng)ZnO出現(xiàn)了藍(lán)移現(xiàn)象,可見(jiàn)光吸收降低,紅外吸收出現(xiàn)了紅移和寬化現(xiàn)象。
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3、2)采用真空冷凍干燥法制備ZnS粉體中,反應(yīng)參數(shù)對(duì)粒子的形貌有決定作用,其最佳反應(yīng)條件為pH=6, Zn2+/S2-=1:1.1且硫化鈉濃度為1mol/L,而利用水熱法所制ZnS粉體為立方晶相，產(chǎn)物結(jié)晶性好，但所得粉體出現(xiàn)了輕度的團(tuán)聚。兩種方法制備的ZnS粉體紫外光譜吸收邊位置在322~330nm(3.86~3.79eV)，相對(duì)于塊體ZnS的特征吸收邊位置340nm(3.66eV)，出現(xiàn)了明顯的藍(lán)移，而其中水熱法制備的ZnS粉體的紫外一