利用反胶束微乳液法制备a1掺杂纳米zno粉体及薄膜

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1、}i．AThesisinMaterialsPhysicsandChemistry旧删㈣㈣㈣Y18410IIIIIr3llllI。百。AI·-dopedZnOPowdersandFilmsPreparedbyReverseMicelleMicroemulsionMethodbyDaiLeSupervisor：ProfessorZhangCaibeiNortheasternUniversityDecember2007‘'l冬：亡己思。完成的。论文中取得人己经发表或撰写过的材料。与我一同工明确的说明并表示谢学位论文作者签名：、矗L岛，日期：卫册7．

2、0／．I乙学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。)学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：L．一东北大学硕士学位论文摘要利用反胶束微乳液法制备Al掺杂纳米ZnO粉体及薄膜摘要ZnO是一种II．VI族的直接带隙、宽禁带半导体材料，具有六方纤锌矿结构。由于ZnO具有优异的压

3、电、光电、气敏、压敏等特性，近年来受到广泛的关注和研究。m掺杂ZnO薄膜不但具有较低的电阻率，而且由于舢的掺入使其具有更优异的光学、电学特性，尤其是作为透明导电薄膜(TCO)，可以和目前广泛应用的锡掺杂氧化铟(ITO)薄膜相比拟，因此被认为是最具开发潜力的第三代半导体材料。但高质量的ZnO及灿掺杂薄膜多数是由物理法制备出来的，而物理法昂贵的成本、复杂的工艺流程一定程度上阻碍了大规模生产。成本低廉、工艺流程简单、配比精确的制备方法成为众多科研人员的研究目标。本文利用常用于粉体制备的反胶束微乳液法，成功制备出晶粒尺寸均匀的不同舢掺杂量的纳米ZnO

4、粉体，并在此基础上进一步结合提拉法和旋转涂膜法等制膜工艺尝试在普通玻璃衬底上制备不同舢掺杂量的纳米ZnO薄膜，并成功制备出具有c轴择优取向的Al掺杂纳米ZnO薄膜。通过对前驱溶液低温蒸干产物的差热．热重分析，结合对不同热处理温度下样品的红外光谱的研究，进一步改进了热处理工艺，提高产品的质量；通过XRD、紫外一可见光光谱分析，研究了不同前驱溶液的加入量和舢掺杂量对ZnO粉体和薄膜的晶体结构、取向生长和平均晶粒尺寸的影响。结果表明，随着甜掺杂量的提高，ZnO的相应衍射峰位向小角度方向移动，晶面间距变大，ZnO薄膜的紫外吸收边有蓝移的现象，并在舢掺

5、杂量(m3+／Zn2+摩尔比)为3％时达到紫外吸收边短波方向上的极小值，根据Burstein．Moss效应从理论上分析了砧掺杂量与ZnO样品载流子浓度变化的关系。关键词：ZnO；AI掺杂；反胶束微乳液；纳米粉体；薄膜II，二{●鼍东北大学硕士学位论文AbstractAI·-dopedZnOPowdersandFilmsPreparedbyReverseMicelleMicroemulsionMethodAbstractZnOisakindofII—VIsemiconductormaterialwithadirectand研debandgap，

6、whichhashexagonalwurtzitecystalstructure．Uptodate，ZnOhasattractedalotofconcemamongtheresearchersduetoitsexcellentpropertiesonpiezoelectric，photoelectric，gas—sensingandpressure—sensitiveandSOon．A1一dopedZnOthinfilmisconsideredasapromising3Gsemiconductorsowingtoitslowresistivi

7、ty，superioroptical，electricalandstabilityproperties．Especially，astransparentconductivefilm(TCO)，ZnOthinfilmiscomparabletotheSn-dopedIn203(ITO)谢tllahi曲quality．However,thepreparationofA1一dopedZnOthinfilmviaphysicalmethodishinderedintheindustrialproductionowingtoitsdifficultpr

8、ocessesandhighcost．Therefore，newpreparationprocesswithlowcost，simpleprocessandprec