本文選題：寬禁帶半導(dǎo)體　切入點(diǎn)：摻雜　出處：《北京理工大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：寬禁帶半導(dǎo)體材料作為第三代半導(dǎo)體材料，其具有較大的禁帶寬度（禁帶寬度一般大于或等于2.3eV）、小介電常數(shù)、輻射能力強(qiáng)和高的電子遷移率，常用作紫光、藍(lán)光、綠光和白光的發(fā)光二極管和高頻、大功率、耐高溫、抗輻射器件的理想材料。摻雜特定離子在寬禁帶半導(dǎo)體中可以對(duì)材料進(jìn)行改性，調(diào)制材料的光學(xué)、電學(xué)和磁性性質(zhì)，甚至可以調(diào)制材料的形貌。本文利用化學(xué)氣相沉淀法制備出了幾種離子摻雜的寬禁帶半導(dǎo)體一維材料，并對(duì)其光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用進(jìn)行了探索。具體研究?jī)?nèi)容如下： 一、采用氫氣輔助的化學(xué)氣相沉積法制備出了Zn摻雜CdS納米帶，通過XRD證明樣品沒有雜相峰， Zn是摻雜在CdS納米帶中的，而不是合金的形式。室溫光致發(fā)光（PL）光譜中，在510nm處存在一個(gè)綠色發(fā)光峰，在600nm處存在一個(gè)紅色發(fā)光峰，兩種顏色的發(fā)光混合最終表現(xiàn)為黃色發(fā)光。通過不同的Zn離子摻雜濃度和不同的激光激發(fā)強(qiáng)度，可以對(duì)Zn摻雜CdS納米帶的綠色發(fā)光峰與紅色發(fā)光峰的強(qiáng)度比值進(jìn)行調(diào)制，從而在黃光區(qū)域?qū)悠钒l(fā)光的主波長(zhǎng)進(jìn)行精細(xì)的調(diào)制。在合適的Zn摻雜濃度和激光激發(fā)強(qiáng)度下，可以得到熒光強(qiáng)度很強(qiáng)的、波長(zhǎng)位于589nm鈉黃光處的黃色發(fā)光，是一種潛在的黃光材料。在800nm的飛秒激光的激發(fā)下，出現(xiàn)了雙光子激發(fā)發(fā)光，并且通過對(duì)比Zn摻雜CdS納米帶與純的CdS納米帶的綠色發(fā)光部分隨激發(fā)功率變化的閾值曲線，表明Zn摻雜可以降低CdS納米帶帶邊發(fā)光的閾值。 二、基于Zn摻雜CdS納米帶的發(fā)光顏色隨著激發(fā)功率變化而變化的性質(zhì)，單基片Zn摻雜CdS納米帶可用于可視化的激光功率探測(cè)器以及在微納米尺度檢測(cè)激光光斑的強(qiáng)度分布情況。Zn摻雜CdS納米帶的兩個(gè)發(fā)光峰的強(qiáng)度比值會(huì)隨著入射激光激發(fā)功率的增加而單調(diào)增加，所以激光功率和聚焦光斑的分布可通過單基片納米帶來探測(cè)。另外，為了證明單基片Zn摻雜CdS納米帶的穩(wěn)定性，我們調(diào)節(jié)激光功率從最大到最小并重復(fù)兩千次作用在單基片Zn摻雜CdS納米帶樣品上，單基片的發(fā)光強(qiáng)度幾乎沒有變化并且發(fā)光顏色從橘黃色變?yōu)榫G色。因此，單基片Zn摻雜CdS納米帶在光集成微型電路中具有激光功率探測(cè)器的潛在應(yīng)用價(jià)值。 三、將ZnS和MnS的混合粉末在氫氣輔助的條件下，用化學(xué)氣相沉積法制備出了，在白光照射下的具有周期性“彩帶”圖案的單根ZnS納米帶結(jié)構(gòu)。通過XRD、SEM、掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微成像（SNOM）、EDS和拉曼光譜等測(cè)試，表明沿著周期性“彩帶”圖案的ZnS納米帶的軸向方向其表面呈現(xiàn)出厚度的周期性變化。而形成納米帶表面厚度周期變化的原因，，可能是由于生長(zhǎng)過程中較多的MnS參與反應(yīng)，在初期形成ZnS:Mn納米帶一維結(jié)構(gòu)，隨著反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，Mn離子在ZnS納米帶中發(fā)生一定程度的聚集產(chǎn)生相分離，并可能形成ZnS和ZnS+MnS兩個(gè)大致不同的部分，并且可能呈現(xiàn)一定的周期排布，隨后的生長(zhǎng)速度發(fā)生變化，從而形成了表面厚度周期起伏的ZnS納米帶結(jié)構(gòu)。最后，對(duì)ZnS納米帶的共振發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了研究，ZnS納米帶的發(fā)光光譜由一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)的紫外發(fā)光峰和一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度較弱的綠色發(fā)光峰組成。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN304;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 王文鄧;夏玉娟;王安寶;許鈁鈁;黃富強(qiáng);林信平;;平面顯示用ZnS型電致發(fā)光材料的制備研究[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2008年01期

2 劉斌;王永詳;;細(xì)胞Zn~(2+)熒光探針研究進(jìn)展[J];化工中間體;2006年04期

本文編號(hào)：1642180