cu掺杂及cu-n共掺杂zno纳米材料的制备、性能以及器件研究

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1、g坠整壅丞g坠=盟基掺壅圣翌Q纳鲞盐盘煎剑查：性能哒⑧论文作者签名：二玺隆型指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员l：委员2：委员3：委员4：委员5：乏叁身丝丝：i扭i!尘堂垄堂堂叠：．季曼!：塑塑：i扬；!查塑塑茎耸主：：生盘园整塑叠荆型地盘：一缸鱼聋：丝叠，幽il丛盎扭趟五：：骛婆!i巫鱼：逝!生叁盗型越：：答辩日期：篮：堕i日皇皇采一芷最一血叠业初一材一M一山盟哲一祝一斗煎塑盏盥⑧Author’ssignature：Supervisor’ssignature：ExtemalReviewe

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3、育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：听仁刊签字日期：矽烨年{月一日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解盘姿盘鲎有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权盘鎏盘堂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和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)日学位论文作者虢砀产埘签字日期：wf够年；月f、7日导师签名签字日期：川p年_；月一摘要c

4、u掺杂的一维纳米氧化锌(ZnO)材料由于其在光学、电学及磁学等多个方面均具有独特的性质，尤其在光电器件及自旋电子学器件领域具有重大应用潜力，受到了研究者们的广泛关注。此外通过适当的共掺杂的方法可以有效的调节材料的性能。本文采用电化学沉积法(ECD)及化学气相传输(cvT)结合扩散的方法制备了ZnO以及ZnO：Cu纳米棒(线)阵列，并在此基础上制备了基于单根纳米线的场效应晶体管(FET)，以及采用退火技术制备了Cu-N共掺的ZnO纳米棒阵列，系统的研究了其光学、电学及磁学性能，此外对cu掺杂ZnO中磁性的起源做了初步探讨。本文主要研究内容如下：

5、1．通过优化生长条件，采用电化学沉积法制备了晶体质量良好的ZnD及ZnO：Cu的纳米棒阵列，研究了在不同温度下退火对其光学性能的影响，发现在300"C退火后其晶体质量达到最优，缺陷最少；此外研究了不同cu掺杂浓度下的磁学性能，在所有掺杂样品中我们都观察到了明显的室温铁磁性，并发现随掺杂浓度的提高室温铁磁性有减弱趋势。2．在电化学沉积法制备的ZnO：Cu纳米棒阵列的基础上采用在氮源气氛下退火的方法制备了cu—N共掺杂的ZnO纳米棒阵列，确定了N的掺入，并研究了其磁学性能，发现共掺杂样品的室温铁磁性相对于cu单掺样品有显著提高。3．采用化学气相传

6、输结合扩散退火的方法制备了ZnO：Cu纳米线阵列，发现在低真空环境下扩散并在Ar气氛中退火的方法更有利于实现在ZnO体系中进行cu的有效掺杂并不引入第二相，研究了后续退火对其光学、磁学性能的影响，结合电子自旋共振测试发现样品中除Cu：。缺陷外，还有大量V。和zn；出现。4．制备了基于单根纳米线的FET器件，研究了其电学性能，发现该法制备的纳米线为11型导电，但电子浓度较低，且随着cu掺杂浓度的提高，有P型转变的趋势，此外发现了明显的光响应效应。5．对ZnO：Cu纳米线中铁磁性的来源进行了初步探讨，认为其主要与样品中发现的V。、zn；和处于不同

7、价态的Cu：。缺陷有关，认为其可能是基于磁束缚极子模型的间接双交换机制作用的结果。关键词：Cu掺杂Zn0；纳米线；共掺杂；室温铁磁性；单根纳米线FET浙江大学硕士学位论文ⅡAbstractCudopedZnOisasemiconductorwithgreatpotentialinareassuchasoptoelectronicsandspintronicsforitsuniqueoptical，electricalandmagneticalproperties．Inaddition，CO-dopingwithappropriateeleme

8、ntscaneffectivelyaffecttheperformanceofmaterials．Inthiswork，wepreparedverticallyal