Cu和Ag掺杂ZnO纳米材料的研究.pdf

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1、中文摘要硕 士 学 位 论 文 题目Cu和Ag掺杂ZnO纳米材料的研究英文题目ResearchonCu-dopedorAg-dopedZnOnanostructure姓名陈荣学号10808092所在学院理学院导师姓名吴萍教授专业材料物理与化学入学日期2008年9月答辩日期2011年6月I中文摘要学位论文原创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的工作研究及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在论文

2、中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本人授权汕头大学保存本学位论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅；学校可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编论文；学校可以向国家有关部门或机构送交论文并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密的论文，按照保密的有关规定和程序处理。作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日中文摘要中文摘要ZnO是一具有多种优异性能的

3、宽带隙半导体材料，被称为万能材料，在压敏器件、传感器、紫外、蓝绿发光器件等很多方面都极具应用前景。对半导体材料进行掺杂处理，可以极大地改变其物化性能，有望制备出性能极佳的ZnO光电器件。本文以过渡金属元素Cu，Ag作为掺杂剂，采用热蒸发气相沉积法，分别制备出并表征了掺杂的ZnO微纳米结构，并对其光学性能方面进行探讨，具体研究结果如下：(1)采用两种不同的掺杂剂（Cu和CuI，我们用方式一与方式二来分别指代），利用化学气相沉积法，分别制备出两种Cu掺杂的ZnO纳米材料：方式一，制备出形貌随位置逐渐改变

4、的类四足状ZnO纳米结构，X射线衍射图谱（XRD）显示掺杂后其（002）晶面衍射峰向大角度方向移动（约0.09°）；EDS观测到掺杂元素Cu的含量约为1.39个百分比。利用方式二，我们可控制备出掺杂的ZnO阵列，其光致发光（PL）谱表明掺杂后近带边发射受到强烈的抑制，并且低温2+PL谱（60K以下）出现明显的结构性可见光发射，分析认为这是由Cu引起的声子线发射。（2）采用AgNO3粉末作为掺杂剂，制备出形貌新颖的Ag掺杂ZnO微米槽，微米链结构，大量样品的XRD表明，掺杂后，ZnO的（002）晶面衍

5、射峰向小角度偏移；与非掺杂ZnO样品对比，发现Ag掺杂后，其拉曼衍射图谱新增有-1275,643cm两个散射峰，一般认为这是由于掺杂引起的。（3）线性改变AgNO3的剂量，分别对样品组进行紫外可见光吸收，常温PL谱，拉曼散射图谱测试。测试结果表明，掺杂后，ZnO的禁带宽度变窄；常温PL谱的近带边发射减弱并红移，而可见光发射逐渐增强；拉曼散射峰位随着掺杂剂的增加朝短频率方向线性移动。结合有关知识，我们对这些现象进行了探讨与解释。关键字：ZnO；掺杂；化学气相沉积；I英文摘要AbstractZnO,kn

6、ownastheuniversalmaterials,awidebandgapsemiconductorwithavarietyofexcellentproperties,hasagreatpotentialapplicationsinsemiconductorpressuresensingdevice，ultraviolet-green-blueluminescentdeviceandmanyotherrespects.It’sexpectedtoproduceaZnOphotoelectricd

7、evicewithexcellentproperties,andthephysicochemicalpropertieswillbechangedgreatlywhenthesemiconductorisdoped.Inthispaper,usingtransition-metalelement,(Cu,Ag)asdopingmaterials,ZnOmicro/nanostructuresweresynthesizedbyChemicalVaporDeposition.Themorphologie

8、sandcrystalstructuresoftheasgrownsampleswerecharacterized,andthephotoluminescence(PL)andRamanscatteringpropertiesweremeasuredanddiscussed.Themaincontentsareasfollows:1.Employingtwodifferentdopants(CuandCuI,wecallthemthefirstandsecondway