發(fā)布時間：2017-11-30 08:38

  本文關鍵詞：ZnO晶體制備及復合缺陷對其電子結構與光學性質(zhì)影響研究

  更多相關文章： ZnO晶體 第一性原理 復合缺陷 電子結構 光學性質(zhì)

【摘要】：隨著ZnO材料的應用,ZnO晶體的制備及缺陷也受到廣大的關注。采用理論研究方法對ZnO晶體中的本征缺陷及與其相關的缺陷進行研究,可以為ZnO晶體的制備、摻雜研究及更好的實現(xiàn)ZnO晶體的p型轉(zhuǎn)化提供理論依據(jù),通過了解ZnO晶體中的本征缺陷及與其相關的缺陷的機制對于半導體的運用具有至關重要的意義。本論文利用無籽晶石墨輔助化學氣相法制備ZnO晶體對對其結構分析和成份分析,運用第一性原理對本征缺陷分別與Al或Ga雜質(zhì)離子共存的復合缺陷ZnO晶體的電子結構和光學性質(zhì)進行了研究。具體內(nèi)容如下:1.制備出的ZnO晶體尺寸為Φ4 mm×5 mm,為六角纖鋅礦結構,具有良好的C軸擇優(yōu)取向,結晶性較好,質(zhì)量較好,雜質(zhì)成分有所降低,但微量的Al、Ga等雜質(zhì)仍存在。2.建立了鋅間隙(Zni)、氧空位(VO)、鋅空位(V_(Zn))三種本征缺陷分別與Al雜質(zhì)共存的復合缺陷ZnO晶體模型(Al_(Zn)Zn_i、AlZnVO、AlZnV_(Zn)三種復合缺陷)。討論了這三種復合缺陷對ZnO晶體電子結構和光學性質(zhì)的影響。計算結果表明:(1)在結構上,Al_(Zn)Zn_i復合缺陷使ZnO晶體的體積增加,AlZnVO、AlZnV_(Zn)復合缺陷使ZnO晶體的體積減小,其中AlZnVO復合缺陷使ZnO晶體體積減小的最多;(2)從缺陷形成能的計算結果來看,Al_(Zn)Zn_i復合缺陷相比于另外兩種復合缺陷更容易在ZnO晶體中形成;(3)從能帶圖和電子態(tài)密度圖中可看出,Al ZnZni復合缺陷對ZnO晶體的影響最大,其在導帶底帶來過量的剩余電子,使得ZnO晶體的能帶整體往下移,費米能級進入導帶,ZnO晶體呈現(xiàn)出簡并半導體的特征;Al_(Zn)Zn_i和AlZnVO復合缺陷對ZnO晶體呈n型半導體能作出貢獻;Al ZnV_(Zn)復合缺陷使得ZnO晶體帶隙有所增大。(4)對于光學性質(zhì),Al_(Zn)Zn_i和Al ZnVO復合缺陷都使得ZnO晶體介電函數(shù)虛部在4.52 eV處的波峰發(fā)生紅移,且峰值增大。3.對Zni、VO、V_(Zn)與Ga雜質(zhì)形成的復合缺陷ZnO晶體模型(Ga_(Zn)Zn_i、Ga_(Zn)VO、Ga_(Zn)V_(Zn)三種復合缺陷)進行了研究。計算結果表明:(1)Ga_(Zn)Zn_i復合缺陷使ZnO晶體的體積增加,Ga_(Zn)VO、Ga_(Zn)V_(Zn)復合缺陷則使ZnO晶體的體積減小,其中Ga_(Zn)VO復合缺陷使ZnO晶體體積減小的最多;(2)Ga_(Zn)Zn_i復合缺陷較另外兩種復合缺陷更容易在ZnO晶體中形成;(3)Ga_(Zn)Zn_i和Ga_(Zn)VO復合缺陷對ZnO晶體呈n型半導體有貢獻;Ga_(Zn)Zn_i、Ga_(Zn)VO、Ga_(Zn)V_(Zn)三種復合缺陷都在價帶底和價帶底與孤立能級間都引入了由Ga原子貢獻的新能級;(4)Ga_(Zn) Zni和Ga_(Zn)VO復合缺陷導致ZnO晶體介電函數(shù)的虛部在4.52 eV處的峰往低能量方向移動,同時峰值強度顯著增加;
【學位授予單位】：西華師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.21

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;第15屆全國晶體生長與材料學術會議將于2009年11月在寧波召開[J];紅外;2009年08期

2 ;光電子學和晶體材料[J];激光與光電子學進展;1973年10期

3 戎瑞;;貝爾實驗室合成新晶體材料[J];激光與紅外;1977年05期

4 高廷健;嶄新的晶體材料生產(chǎn)工藝[J];半導體技術;1986年04期

5 ;海外窗口[J];家庭電子;2003年07期

6 孫威,孫桂芳,張澤,侯碧輝;CdGd_2(WO_2)_4晶體的高分辨電子顯微研究[J];電子顯微學報;2005年04期

7 ;晶體材料及設備[J];儀表材料;1974年03期

8 ;簡訊[J];半導體光電;1984年03期

9 侯印春;;鎵銦銻紅外發(fā)光晶體材料[J];激光與光電子學進展;1987年09期

10 楊志剛;李旭東;于斌;;多晶體材料微觀組織結構的計算機重構[J];工程圖學學報;2009年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康琦;;浮力對流對晶體材料生長的影響[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學術年會文集[C];2000年

2 洪茂椿;;光電子晶體材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展思路[A];第14屆全國晶體生長與材料學術會議論文集[C];2006年

3 薛冬峰;;晶體材料的設計與模擬[A];第14屆全國晶體生長與材料學術會議論文集[C];2006年

4 孫云;王圣來;丁健旭;牟曉明;;晶體材料力學測試方法調(diào)研[A];第15屆全國晶體生長與材料學術會議論文集[C];2009年

5 蔣民華;;功能晶體材料的發(fā)展[A];第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅰ[C];2004年

6 孫威;孫桂芳;張澤;侯碧輝;;CdGd_2(WO_2)_4晶體的高分辨電子顯微研究[A];2005年全國電子顯微學會議論文集[C];2005年

7 于吉紅;;分子篩多孔晶體材料的定向設計與合成[A];第十二屆固態(tài)化學與無機合成學術會議論文摘要集[C];2012年

8 劉志宏;;含硼骨架無機微孔晶體材料的熱化學研究[A];中國化學會成立80周年第十六屆全國化學熱力學和熱分析學術會議論文集[C];2012年

9 介萬奇;;光電子晶體材料及其Ⅱ-Ⅵ族化合物晶體生長技術(摘要)[A];2008全國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

10 羅軍華;;極性分子基光電晶體材料[A];中國化學會2013年中西部地區(qū)無機化學化工學術研討會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 單小書;市領導會見晶體材料專家[N];撫順日報;2007年

2 本報記者 張永強;寶石磨礪始出彩[N];中國人事報;2007年

3 記者 蔡忠仁;福建成立光電晶體材料基地[N];中國化工報;2010年

4 本報實習記者 吳英華;山大華特主營瞄準晶體產(chǎn)業(yè)[N];中國證券報;2002年

5 任霄鵬;可存儲清潔能源的最輕晶體材料誕生[N];人民政協(xié)報;2007年

6 微聞;導電不導熱新式晶體材料研制成功[N];中國電子報;2003年

7 蘇藍;江陰晶體：十年磨一劍[N];科技日報;2001年

8 記者 張梅;碲鋅鎘晶體材料技術在我省取得重大突破[N];陜西日報;2014年

9 記者 常麗君;新方法可制造自然界沒有的全新晶體[N];科技日報;2011年

10 記者 李聯(lián)慧;我國光電子晶體投入批量生產(chǎn)[N];中國機電日報;2001年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱麗麗;(D)ADP晶體生長及基本性質(zhì)研究[D];山東大學;2015年

2 楊磊;功能晶體材料相穩(wěn)定性與相變的理論研究[D];山東大學;2015年

3 鐵貴鵬;KDP晶體單點金剛石車削關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2013年

4 鄭東陽;RE(RE=Nd，，Ho，Tm)： LiYF_4激光晶體生長及性能研究[D];長春理工大學;2015年

5 張洋;抗灰跡KTP晶體的生長及灰跡形成機理研究[D];山東大學;2015年

6 鄧磊敏;KDP晶體激光分離切割機理及關鍵技術研究[D];華中科技大學;2015年

7 匡文劍;微納米氧化鎂晶體的發(fā)光特性及應用[D];東南大學;2015年

8 張濱濱;層狀三角晶格氧化物K_xRhO_2晶體的生長與物性研究[D];南京大學;2016年

9 婁斐;新型光譜非均勻展寬摻鐿晶體超快激光特性研究[D];山東大學;2016年

10 王寶林;釹摻雜镥釔鈧鎵石榴石晶體生長及性質(zhì)研究[D];山東大學;2016年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李敏;基于金屬鹵化物體系的給受體型光敏晶體材料的設計合成及性能表征[D];華南理工大學;2015年

2 吳曉芳;晶體材料的微磨削機理若干研究[D];沈陽理工大學;2015年

3 牛雪姣;摻雜YAG晶體的生長和光學性能研究[D];上海應用技術學院;2015年

4 楊波波;Dy摻雜Bi_4Si_3O_(12)晶體生長及其閃爍性能研究[D];上海應用技術學院;2015年

5 王磊;相界附近鉭鈮酸鉀晶體的電光響應特性及其機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

6 宋成朋;KDP晶體微水霧溶解拋光方法研究[D];大連理工大學;2015年

7 高雅慧;四方晶系晶體的純模軸研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

8 徐秦;納米纖維素晶體及其改性產(chǎn)物對聚丁二酸丁二醇酯的增強作用研究[D];南京大學;2014年

9 李煜q

本文編號：1238713