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非金属元素掺杂ZnO的制备及其发光性质研究开题报告

 2022-01-29 20:22:24  

全文总字数:5290字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着信息技术的飞速发展,以光电子和微电子为基础的通信和网络技术成为高新技术的核心。对于短波光学器件及高能高频电子设备的需求日益增长,宽带隙半导体材料如6h-sic和gan一直活跃在最前线。之后,另一种宽带隙半导体材料zno也同样引起人们的关注。与之前被广泛使用的ito透明导电薄膜相比,zno薄膜具有更高的化学与力学稳定性、更广泛的材料来源、更低的造价和更环保等特性。因而在太阳能电池、液晶显示器和其他光电元件等众多领域显示了广阔的应用前景。

稀释磁性半导体(dmss)由于能够实现半导体的电荷性和电子间的自旋特性集中于同一种物质中而具有特殊的磁、磁光、磁电等性质,近年来引起了科研工作者的极大兴趣。目前对稀释磁性半导体的研究极大部分是采用3d族过渡磁性金属掺杂zno,在理论和实验上都取得了一定的进展。但对于过渡族磁性金属掺杂zno的实验研究,目前还存在重复性较差和磁性机理起源尚存争议等问题。因此,部分研究者已开始尝试研究非金属元素掺杂zno的磁性情况以期取得磁性机理研究上的突破。此外,除了对zno基dmss的磁性情况的研究,光学特性的研究也非常重要。鉴于当前光学特性的研究还不深入,本论文将主要研究非金属元素掺杂对zno光学特性的影响。

zno以其优良的综合性能将成为下一代光电子材料,因此对掺杂zno的研究,尤其是其发光性质的研究具有重要的理论和实践意义。可以预计,掺杂zno薄膜的理论研究及制备工艺研究的突破,将推动zno薄膜在光、电、磁等领域大规模的应用,并带来巨大的产业机遇。

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2. 研究的基本内容

1. 根据课题的研究内容,查询、阅读、总结相关文献资料,了解课题研究的最新进展;

2. 通过前期实验,掌握zno发光材料的沉淀法制备程序,了解水解速度、锌先驱体的种类、沉淀剂的种类等对zno纳米晶的结构与发光性质的影响;

3. 采用沉淀法制备非金属掺杂的zno纳米晶;

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案:

查阅相关文献资料,整理比较现有的非金属掺杂zno生长技术,了解沉淀法制备非金属zno纳米晶的方法,分析该方法制备的zno质量是否符合要求。对生长出来的掺杂与未掺杂zno纳米晶进行检测分析比较,分析掺杂对结构稳定性、带隙宽度、透过率和光致发光等光学性质的影响。

进度及预期效果:

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4. 参考文献

1. park c h,zhang s b,wei suhuai.phys rev b,2002,66:073202

2. georgobiani a n,gruzntsev a n,volkov m o,et al.nucler instruments and methods in physics research a,2003,514:117

3. prarton s j,norton d p,et al.j vac sci techn b,2004,22:932

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