發(fā)布時間：2018-03-21 04:05

  本文選題：寬禁帶半導體　切入點：摻雜　出處：《北京理工大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：寬禁帶半導體材料作為第三代半導體材料，其具有較大的禁帶寬度（禁帶寬度一般大于或等于2.3eV）、小介電常數(shù)、輻射能力強和高的電子遷移率，常用作紫光、藍光、綠光和白光的發(fā)光二極管和高頻、大功率、耐高溫、抗輻射器件的理想材料。摻雜特定離子在寬禁帶半導體中可以對材料進行改性，調(diào)制材料的光學、電學和磁性性質(zhì)，甚至可以調(diào)制材料的形貌。本文利用化學氣相沉淀法制備出了幾種離子摻雜的寬禁帶半導體一維材料，并對其光學性質(zhì)及應用進行了探索。具體研究內(nèi)容如下： 一、采用氫氣輔助的化學氣相沉積法制備出了Zn摻雜CdS納米帶，通過XRD證明樣品沒有雜相峰， Zn是摻雜在CdS納米帶中的，而不是合金的形式。室溫光致發(fā)光（PL）光譜中，在510nm處存在一個綠色發(fā)光峰，在600nm處存在一個紅色發(fā)光峰，兩種顏色的發(fā)光混合最終表現(xiàn)為黃色發(fā)光。通過不同的Zn離子摻雜濃度和不同的激光激發(fā)強度，可以對Zn摻雜CdS納米帶的綠色發(fā)光峰與紅色發(fā)光峰的強度比值進行調(diào)制，從而在黃光區(qū)域?qū)悠钒l(fā)光的主波長進行精細的調(diào)制。在合適的Zn摻雜濃度和激光激發(fā)強度下，可以得到熒光強度很強的、波長位于589nm鈉黃光處的黃色發(fā)光，是一種潛在的黃光材料。在800nm的飛秒激光的激發(fā)下，出現(xiàn)了雙光子激發(fā)發(fā)光，并且通過對比Zn摻雜CdS納米帶與純的CdS納米帶的綠色發(fā)光部分隨激發(fā)功率變化的閾值曲線，表明Zn摻雜可以降低CdS納米帶帶邊發(fā)光的閾值。 二、基于Zn摻雜CdS納米帶的發(fā)光顏色隨著激發(fā)功率變化而變化的性質(zhì)，單基片Zn摻雜CdS納米帶可用于可視化的激光功率探測器以及在微納米尺度檢測激光光斑的強度分布情況。Zn摻雜CdS納米帶的兩個發(fā)光峰的強度比值會隨著入射激光激發(fā)功率的增加而單調(diào)增加，所以激光功率和聚焦光斑的分布可通過單基片納米帶來探測。另外，為了證明單基片Zn摻雜CdS納米帶的穩(wěn)定性，我們調(diào)節(jié)激光功率從最大到最小并重復兩千次作用在單基片Zn摻雜CdS納米帶樣品上，單基片的發(fā)光強度幾乎沒有變化并且發(fā)光顏色從橘黃色變?yōu)榫G色。因此，單基片Zn摻雜CdS納米帶在光集成微型電路中具有激光功率探測器的潛在應用價值。 三、將ZnS和MnS的混合粉末在氫氣輔助的條件下，用化學氣相沉積法制備出了，在白光照射下的具有周期性“彩帶”圖案的單根ZnS納米帶結構。通過XRD、SEM、掃描近場光學顯微成像（SNOM）、EDS和拉曼光譜等測試，表明沿著周期性“彩帶”圖案的ZnS納米帶的軸向方向其表面呈現(xiàn)出厚度的周期性變化。而形成納米帶表面厚度周期變化的原因，，可能是由于生長過程中較多的MnS參與反應，在初期形成ZnS:Mn納米帶一維結構，隨著反應溫度和反應時間的增長，Mn離子在ZnS納米帶中發(fā)生一定程度的聚集產(chǎn)生相分離，并可能形成ZnS和ZnS+MnS兩個大致不同的部分，并且可能呈現(xiàn)一定的周期排布，隨后的生長速度發(fā)生變化，從而形成了表面厚度周期起伏的ZnS納米帶結構。最后，對ZnS納米帶的共振發(fā)光性質(zhì)進行了研究，ZnS納米帶的發(fā)光光譜由一個發(fā)光強度較強的紫外發(fā)光峰和一個發(fā)光強度較弱的綠色發(fā)光峰組成。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN304;TB383.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 王文鄧;夏玉娟;王安寶;許鈁鈁;黃富強;林信平;;平面顯示用ZnS型電致發(fā)光材料的制備研究[J];無機材料學報;2008年01期

2 劉斌;王永詳;;細胞Zn~(2+)熒光探針研究進展[J];化工中間體;2006年04期

本文編號：1642180