發(fā)布時間：2017-09-06 17:15

  本文關(guān)鍵詞：富氧處理ZnO納米棒的缺陷調(diào)控及質(zhì)子輻照穩(wěn)定性

  更多相關(guān)文章： 氧化鋅納米棒 富氧處理 氧氣退火 質(zhì)子輻照 p型半導(dǎo)體

【摘要】：氧化鋅的廣泛用途源于其表現(xiàn)出的多功能性質(zhì),其性質(zhì)又多決定于其內(nèi)部的組織構(gòu)成和結(jié)構(gòu)變化,對其內(nèi)部本征缺陷的理解就顯得尤為重要。一般情況下制得的都為n型氧化鋅,由于晶體內(nèi)部的自補償效應(yīng)的存在,p型氧化鋅很難制備出來,許多研究工作者都采用摻雜的方法來獲得p型氧化鋅,但其質(zhì)量仍不理想,這大多是與沒有弄清其內(nèi)部本征缺陷的相關(guān)機制導(dǎo)致的。本文目的即想通過探索得到一種制備純凈氧化鋅納米棒的試驗方法,并且在富氧的環(huán)境下對其進行缺陷調(diào)控,研究氧化鋅的本征缺陷變化,還對這種變化的質(zhì)子輻照穩(wěn)定性進行了探究,主要內(nèi)容如下:首先,本文即采用對比實驗,對影響試驗的主要因素加熱速度和加熱溫度進行探討,通過掃描電鏡的形貌觀察對比,最終確定了化學分解氣相沉積法制備氧化鋅納米棒的方法,馬弗爐10V電壓下,將醋酸鋅加熱至300℃,保溫150min,爐冷至室溫取出樣品,其長徑比和形貌符合實驗要求且純度較高。接著,對氧化鋅納米棒內(nèi)部的缺陷進行調(diào)控,采用雙氧水處理和不同溫度下氧氣氛圍退火兩種富氧處理的方法,使氧化鋅納米棒由n型氧化鋅向p型氧化鋅的轉(zhuǎn)變,并設(shè)計完整的分析測試方案,表征其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和本征缺陷的變化,以此來探究轉(zhuǎn)變過程中的本質(zhì)變化。證明了富氧處理可以使氧化鋅納米棒內(nèi)部氧空位缺陷減少,并出現(xiàn)鋅空位,由施主缺陷狀態(tài)向受主缺陷狀態(tài)轉(zhuǎn)變。最后,為了測試富氧處理后氧化鋅的輻照穩(wěn)定性,還設(shè)計了質(zhì)子輻照實驗,并精心選取晶粒尺寸不同的氧化鋅以及Li元素摻雜的氧化鋅來作為比較,以探索不同方法得到的p型氧化鋅之間的差異。證明了本實驗制得的氧化鋅納米棒光學性能表現(xiàn)一般,但抗輻照能力強,輻照前后光學性能基本不下降。而晶粒更小的商業(yè)購買的90nm氧化鋅,其光學性能強于氧化鋅納米棒,弱于800℃氧氣氛圍退火和Li元素摻雜的氧化鋅,150℃對90nm氧化鋅的抗輻照性能作用有限;并且證明了輻照后氧空位缺陷數(shù)量的增加。
【關(guān)鍵詞】：氧化鋅納米棒 富氧處理 氧氣退火 質(zhì)子輻照 p型半導(dǎo)體
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O614.241;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 納米ZnO的相關(guān)性能研究11-13
• 1.2.1 光學性能11-12
• 1.2.2 電學性能12
• 1.2.3 鐵磁性能12
• 1.2.4 其他性能研究12-13
• 1.3 納米ZnO制備方法的研究現(xiàn)狀及分析13-16
• 1.3.1 物理法13-14
• 1.3.2 氣相法14
• 1.3.3 化學液相法14-15
• 1.3.4 化學固相法15-16
• 1.4 ZnO缺陷理論的研究現(xiàn)狀及分析16-18
• 1.5 研究的目的及內(nèi)容18-20
• 第2章 試驗材料與試驗方法20-27
• 2.1 ZnO的制備方法20
• 2.2 試驗材料與設(shè)備20-21
• 2.3 分析表征及性能測試方法21-27
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）表面形貌分析21
• 2.3.2 X射線衍射（XRD）物相結(jié)構(gòu)分析21-22
• 2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）分析22
• 2.3.4 X射線光電子能譜（XPS）分析22
• 2.3.5 磁化曲線（M-H）分析22-23
• 2.3.6 電子順磁共振（EPR）分析23-24
• 2.3.7 光致發(fā)光光譜（PL）分析24-25
• 2.3.8 光譜反射率測試25
• 2.3.9 拉曼光譜分析25-26
• 2.3.10 質(zhì)子輻照實驗26-27
• 第3章 ZnO納米棒的富氧處理及其特性表征27-48
• 3.1 ZnO納米棒的制備及工藝參數(shù)優(yōu)化27-30
• 3.1.1 加熱速度對形貌影響的規(guī)律27-29
• 3.1.2 加熱溫度對形貌影響的規(guī)律29-30
• 3.1.3 保溫時間對形貌的影響30
• 3.2 雙氧水處理30-39
• 3.2.1 ZnO納米棒雙氧水處理過程30-31
• 3.2.2 雙氧水處理后的表面形貌變化31-32
• 3.2.3 X射線衍射譜（XRD）分析32-33
• 3.2.4 X射線光電子能譜（XPS）分析33-34
• 3.2.5 光譜反射率分析34-35
• 3.2.6 拉曼光譜測試35-36
• 3.2.7 低溫電子自旋共振波譜（EPR）測試36-37
• 3.2.8 磁滯曲線測試37-39
• 3.3 氧氣氛圍退火處理39-46
• 3.3.1 ZnO納米棒氧氣退火處理過程39
• 3.3.2 氧氣退火處理后的形貌變化39-40
• 3.3.3 氧氣退火對ZnO納米棒晶體結(jié)構(gòu)的影響40-41
• 3.3.4 氧氣退火對ZnO納米棒原子結(jié)合能的影響41-42
• 3.3.5 氧氣退火對ZnO納米棒光譜反射率的影響42
• 3.3.6 氧氣退火對ZnO納米棒拉曼光譜的影響42-44
• 3.3.7 氧氣退火對ZnO納米棒熒光光譜的影響44-45
• 3.3.8 氧氣退火對ZnO納米棒電子自旋共振波譜的影響45-46
• 3.4 本章結(jié)論46-48
• 第4章 富氧處理ZnO納米棒的質(zhì)子輻照穩(wěn)定性研究48-53
• 4.1 質(zhì)子輻照參數(shù)及樣品48-49
• 4.2 輻照前后光譜反射率分析49-51
• 4.3 拉曼散射光譜分析51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻54-59
• 致謝59

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊升紅;質(zhì)子輻照對鎢機械性能的影響[J];稀有金屬快報;2003年02期

2 顏世春，奧田重雄，水林博;316不銹鋼原位質(zhì)子輻照疲勞過程中的聲頻內(nèi)耗[J];材料科學與工藝;1994年03期

3 張麗新,徐洲,何世禹;質(zhì)子輻照甲基硅橡膠的熱釋光和熱釋電研究[J];材料研究學報;2004年01期

4 張麗新,王承民,何世禹;在空間質(zhì)子輻照下甲基硅橡膠的破壞模型[J];材料研究學報;2005年02期

5 顧美漁,邢強華,王傳珊,周樹鑫;MOS結(jié)構(gòu)的質(zhì)子輻照效應(yīng)[J];輻射研究與輻射工藝學報;1992年04期

6 姚琪;劉麗敏;李長江;周群;郁鑒源;;質(zhì)子輻照聚苯胺的Raman與紅外光譜研究[J];光散射學報;1993年02期

7 胡新文,李向陽,趙軍,陸慧慶,龔海梅,方家熊;質(zhì)子輻照制備HgCdTe光電二極管的性能研究[J];功能材料與器件學報;1999年02期

8 張麗新,王承民,徐洲;真空熱循環(huán)與質(zhì)子輻照順次作用對甲基硅橡膠性能的影響[J];合成橡膠工業(yè);2005年05期

9 丁輝;雷靜;束國剛;萬強茂;;質(zhì)子輻照A508-3鋼顯微組織和物相取向關(guān)系[J];材料熱處理學報;2014年02期

10 尹聰;謝丹;徐建龍;任天令;;質(zhì)子輻照對多層膜巨磁電阻結(jié)構(gòu)磁性能的影響（英文）[J];無機材料學報;2014年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 裴先強;王齊華;;質(zhì)子輻照對酚酞聚芳醚砜摩擦學性能的影響[A];第二屆全國工業(yè)摩擦學大會暨第七屆全國青年摩擦學學術(shù)會議會議論文集[C];2004年

2 裴先強;王齊華;;質(zhì)子輻照對酚酞聚芳醚砜摩擦學性能的影響[A];第二屆全國工業(yè)摩擦學大會暨第七屆全國青年摩擦學學術(shù)會議會議論文集[C];2004年

3 張昌利;金銀東;金相哲;宋根浩;金南均;王正鳴;陸劍秋;張建平;李建華;朱佳政;楊丙凡;胡選文;;質(zhì)子輻照用于改善大功率快速晶閘管的特性[A];中國電工技術(shù)學會電力電子學會第八屆學術(shù)年會論文集[C];2002年

4 鄭永男;周冬梅;杜恩鵬;袁大慶;左翼;胡躍明;段曉;王朝暉;朱升云;;質(zhì)子輻照不銹鋼中氫氣泡產(chǎn)生和演化研究[A];第九屆全國正電子譜學會議論文集[C];2005年

5 郭英杰;劉強;王曉中;王玲瓏;何捷;張雷;林理彬;;質(zhì)子輻照鎂鋁尖晶石透明陶瓷缺陷形成及其行為研究[A];第十屆全國固體核徑跡學術(shù)會議論文集[C];2009年

6 魏強;劉圣賢;王丹;劉海;;100keV質(zhì)子輻照ITO薄膜微觀機制與光學性能的研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學術(shù)會議論文集（第4分冊）[C];2010年

7 高禹;董尚利;楊德莊;劉勇;李志君;;在120keV質(zhì)子輻照條件下環(huán)氧樹脂質(zhì)損效應(yīng)的研究[A];第十三屆全國核物理大會暨第八屆會員代表大會論文摘要集[C];2007年

8 周雅琴;相衛(wèi)強;;高能質(zhì)子輻照對高溫超導(dǎo)體(Bi系)性能影響的研究[A];首屆中國功能材料及其應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];1992年

9 孫承月;吳宜勇;肖景東;;不同溫度下質(zhì)子輻照聚酰亞胺自由基動力學演化研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王祖軍;電荷耦合器件質(zhì)子輻照損傷實驗及數(shù)值模擬研究[D];清華大學;2011年

2 劉震;空間極紫外成像儀器多層膜反射鏡研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李成歡;質(zhì)子輻照對InP/InGaAs HBTs電學特性的影響[D];西安電子科技大學;2014年

2 彭德功;富氧處理ZnO納米棒的缺陷調(diào)控及質(zhì)子輻照穩(wěn)定性[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

3 董賽賽;帶電粒子輻射聚醚醚酮力學行為及損傷機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

4 邢語格;聚四氟乙烯基于自由基演化的質(zhì)子輻照損傷規(guī)律與機制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

5 程秀圍;質(zhì)子輻照對空間太陽望遠鏡光學性能的影響[D];江蘇大學;2010年

6 牛廣義;質(zhì)子輻照對2Cr13和40Cr鋼微觀組織和力學性能的影響[D];燕山大學;2014年

7 李質(zhì)磊;ZnO粉末電子與質(zhì)子輻照損傷效應(yīng)[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

8 曹福英;ZnO/SiO_x核殼粒子的制備及質(zhì)子輻照損傷機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

9 梁志強;ZnO顏料的納米改性及質(zhì)子輻照損傷機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

10 曹爭利;質(zhì)子輻照TiO_2/PI自由基演化及其光學性能退化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

，

本文編號：804401