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《镁掺杂氧化锌材料的制备及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、镁掺杂氧化锌材料的制备及应用摘要：综述了镁掺杂氧化锌材料的制备方法，主要介绍了脉冲激光沉积法(PLD)、化学池沉淀法、溶胶-凝胶法、火焰喷雾合成法、射频溅射法。并对各种方法的结论进行了评述，最后展望了镁掺杂氧化锌材料的制备前景。关键词：镁掺杂、氧化锌、制备、应用中图分类号:文献标识码:PreparationandapplicationofMgdopedZnOmaterialAbstract：ThepreparationmethodsofMgdopedZnOmaterialarereviewed.Somemainaspectsareemphasized,
2、suchaspulsedlaserdepositionmethod,chemicalbathprecipitationmethod,sol-gelprocessmethod,flamespraysynthesisandr.f.magnetronsputteringmethod.TheconclusionofdifferentpreparationmethodsofMgdopedZnOmaterialaresummarized.Finally,thepreparationmethodsofMgdopedZnOmaterialareprospected.K
3、eywords：MgdopedinZnO;ZnO;Preparation;application1引言ZnO是一种宽带隙半导体材料,在室温(300K)时带隙为3.37eV,且束缚激子能高达60meV,是一种具有很大潜在应用价值的紫外半导体光电器件材料。许多年以前,在低温条件下已经观察到了ZnO体材料中电子束激发的受激发射[1];在成功地生长出ZnO量子点后,人们观察到了在室温下激子束缚能为60meV的光泵受激发射[2]。近年来,蓝绿激光器成为半导体激光器研究中的一个热点。2000年,杨培东等人制备出纳米ZnO激光器的工作[3]将该领域的研究推向了一个高
4、潮。在该领域的研究中,提高ZnO的紫外透过率和增大ZnO的带隙是改善激光器短波长激光输出的一个有希望的途径。MgO禁带宽度是7.7eV,在紫外区有较大的透过率,并且Zn2+（0.006nm）和Mg2+（0.057nm）的离子半径比较接近，Mg2+在ZnO晶格结构中有比较大的固溶度，所以，通过Mg的掺杂可以实现该目的。在氧化锌中掺杂Ⅱ金属镁可以调整带隙的值和增强紫外发光强度，ZnO室温下禁带宽度为3.37eV，在紫外区具有优异的光电特性，掺入Mg组分后，形成ZnMgO合金半导体，可实现带隙在3.3eV(ZnO)～7.8eV(MgO)之间可调。ZnMgO吸
5、收边在紫外光区随Mg含量的增加而蓝移，能够覆盖地球大气臭氧层吸收的主要窗口200～280nm，所以氧化锌纳米微粒掺杂金属元素具有重要意义。2Mg掺杂ZnO的制备方法ZnO作为一种被广泛研究的第三代半导体材料，目前的制备方法非常丰富，主要可以分为物理方法和化学方法两种。物理方法主要有磁控溅射、电子蒸发、喷溅高温分解、脉冲激光沉积、分子束外延等。而化学方法主要有热氧化法、溶胶凝胶、化学池沉淀、化学气相沉积、水热生长法等。为了充分利用ZnO材料，采用以上制备方法，制备Mg等金属掺杂的ZnO材料。2.1脉冲激光沉积法(PLD)PLD是近年来发展起来的一种真空物
6、理沉积工艺,与其他的制膜技术相比有其独特的优势,如靶膜成分保持一致;生长条件易控,薄膜质量高;适用性强,沉积速率快,污染小等王伟娜[4]等人将ZnO,MgO(分析纯)粉末按照一定的配比经过研磨、预烧、压片,最终在1050℃下烧结12h制备的不同Mg含量的Zn1-xMgxO陶瓷靶.采用PLD法在Si(100)衬底上制备出Zn1-xMgxO薄膜,衬底温度Ts=450℃,靶间距d=50mm,激光能量Epulse=190mJ/pulse,激光频率f=4Hz,本底真空P=5×10-4Pa,沉积时间t为30min,40min,45min,沉积氧压为0Pa,1.0P
7、a,为了镀膜均匀,将靶托和基托转速设定为6r/min.制备的薄膜再经过空气退火。该试验表明：绿光发光带与氧空位缺陷关系不大,主要与锌空位、锌位氧(OZn)或氧间隙(Oi)等缺陷有关.退火使紫外峰蓝移、强度减弱,绿光带强度增加.2.2溶胶凝胶合成法宁光辉等[5]采用so-gel法在乙醇溶剂中制备ZnO胶体[6]。然后将一定量的0℃的LiOH·H2O的乙醇溶液缓慢地加入到同温度的Zn(Ac)2·2H2O的乙醇溶液中并剧烈搅拌,交替用正己烷和乙醇使ZnO聚沉和重新溶解,最后得到纯净的ZnO,220℃热处理。然后，ZnO胶体(x=0)、MgO和Mg掺杂的ZnO
8、胶体用草酸盐so-gel法合成。将Zn(Ac)2·2H2O溶液和Mg(Ac)2·4H2O溶液按
