【摘要】：近年來,隨著時代的發(fā)展,科技的進步,量子點半導(dǎo)體材料已成為納米材料中廣泛研究的對象。這是因為半導(dǎo)體量子點材料具有量子限域效應(yīng),可以獲得許多獨特的光電學(xué)性質(zhì)。而直接寬禁帶半導(dǎo)體材料ZnO,由于其在室溫下具有較大的激子結(jié)合能(60 meV)和寬禁帶(3.3 eV)的優(yōu)點,使ZnO量子點成為了一種很有應(yīng)用前景的光電半導(dǎo)體材料。單一的量子點性能比較局限,但是復(fù)合量子點可以產(chǎn)生單一量子點無法得到的許多新性能,而且復(fù)合量子點的結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)狀態(tài)穩(wěn)定,可以實現(xiàn)復(fù)合量子點在器件中的實用價值。因此,在本文中,我們使用脈沖激光沉積結(jié)合快速退火技術(shù)合成了埋嵌在Al_2O_3基體中的ZnO量子點。我們采用透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、拉曼光譜(Raman)對埋嵌型ZnO量子點進行了表征。借助綜合物性測量系統(tǒng)(PPMS)、Z掃描和泵浦探測(Pump-probe)對埋嵌型ZnO量子點進行了磁性和非線性光學(xué)的研究。我們探討了埋嵌型ZnO量子點的氧空位對非線性光學(xué)性質(zhì)的影響,得到了一些研究成果。具體內(nèi)容如下:將氧化鋅量子點埋嵌在固態(tài)基體中是一種設(shè)計非線性光學(xué)器件的有效方法。因此,在本文章中,使用脈沖激光沉積結(jié)合快速退火技術(shù)合成了埋嵌在Al_2O_3基體中的ZnO量子點。在實驗中,我們發(fā)現(xiàn)了埋嵌型ZnO量子點在氮氣退火后,產(chǎn)生了大量的氧空位。我們對埋嵌型ZnO量子點進行了磁性測量,表明了埋嵌在Al_2O_3基體中的ZnO量子點的鐵磁性可能是由于氧空位所造成的。ZnO量子點的雙光子吸收是一個瞬時非線性過程,氮氣退火后的ZnO量子點比氧氣退火后的ZnO量子點的雙光子吸收提高了大約2倍。由于埋嵌型ZnO量子點中含有大量氧空位,所以可以實現(xiàn)非線性光學(xué)的增強,這對于ZnO納米結(jié)構(gòu)在光限幅器件和全光開關(guān)元件中的實際應(yīng)用是很重要的。
【圖文】：

1-1：ZnO 晶體結(jié)構(gòu)用棒狀和球狀表示。(a)立方巖鹽(B1)；(b)立方閃鋅礦(B(c)六方纖維鋅礦結(jié)構(gòu)(B4)；暗灰球和黑球分別表示 Zn 和 O 原子[16]。用Jaffee和Hess的第一原理周期Hartree-fock（HF）原子軌道(LCAO)理論[1算了纖維鋅礦、閃鋅礦和巖鹽結(jié)構(gòu)中 ZnO 的基態(tài)總能與單位胞體積的函數(shù)。三個階段的總能量數(shù)據(jù)與體積之間的關(guān)系如圖 1-2 所示。

三相的總能量與體積之比。閃鋅礦（方形），纖維鋅礦（菱形鹽（圓形）[17]。維鋅礦結(jié)構(gòu)中有一個六方晶胞，分別有兩個晶格參數(shù) a 8/3 1.633的比率，屬于 C6v4或 P63mc 的空間群。ZnO 纖維鋅，如圖 1-3 所示。該結(jié)構(gòu)由兩個互穿六角形填充子格組成，每個
【學(xué)位授予單位】：江西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN304;O437

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本文編號：2611018