铝铒共掺氧化锌薄膜中氧含量对铒离子发光的影响

研究在不同氧气含量条件下通过磁控溅射沉积的铝铒共掺氧化锌薄膜及电致发光器件的光电性能。实验发现氧气含量的提高有利于增强Er^(3+)离子的光学活性并降低薄膜中电子陷阱的浓度。另外,由于沉积过程中溅射出的粒子与氧气碰撞导致能量损失,高氧气含量会引起薄膜结晶性下降。在电致发光中,由于氧填充了作为施主的氧空位,强烈依赖于多子浓度的npn异质结器件在纯氩条件下才能获得最强的电致发光。

纳米掺铝氧化锌(ZAO)粉体的制备研究进展

掺铝氧化锌(ZAO)是一种具有广阔的应用前景和发展潜力的复合氧化物半导体。综述了化学沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、沸腾回流法和络盐法等ZAO纳米粉体常用的制备方法,并对其进行了比较评价。

络离子浓度对掺铝氧化锌(ZAO)纳米粉体粒径的影响

采用络盐法制备了掺铝氧化锌(ZAO)纳米粉体。通过新复合络盐晶体-(NH4)1.95(Zn0.95Al0.05)(SO4)2.6H2O的合成证实了反应初始溶液中形成了络离子。通过改变(NH4)2SO4的加入量研究了络离子浓度对ZAO粒径的影响。通过XRD、SEM和激光粒度仪对ZAO粉体进行了表征。结果表明:络离子的存在,降低了反应初始溶液中游离金属离子的浓度,使得产物的一次粒径的可调控性增强,有利于纳米级ZAO粉体的制备。

凝胶-燃烧法制备掺铝氧化锌(ZAO)纳米粉体

采用凝胶-燃烧法制备了掺铝氧化锌(ZAO)纳米体粉体,研究了点火温度对燃烧产物粒度及燃烧反应完全程度的影响,借助XRD、TG和FE-SEM对ZAO纳米粉体进行了分析表征。结果表明:所得ZAO纳米粉体为纤锌矿结构,在550℃点火燃烧所得ZAO粉体的颗粒小,分散性好且分布较均匀,一次晶粒粒径13.9nm,颗粒平均粒径为26.8nm,燃烧反应较完全。

掺铝氧化锌ZAO(ZnO∶Al)薄膜研究

描述ZAO(ZnO∶Al)薄膜的晶体结构,论述ZAO薄膜的光学、电学性质与其结构的关系,介绍了掺铝氧化锌ZAO薄膜的各种制备方法,并总结了ZAO薄膜在各种领域中的应用.提出了薄膜材料研究的关键问题以及今后的发展方向.

掺铝氧化锌纳米晶的超声．水热协同控制合成及其光催化性能

利用超声和水热的协同控制作用高效合成出了分散好、晶体结构完整、粒径尺寸约为20nm的掺铝氧化锌(ZAO)纳米晶,通过透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和热重-差热分析(TG-DTA)手段对产物形貌、结构、光学性质及前驱物的热性质进行了研究,对其降解罗丹明B(RhB)的光催化效果和光催化降解机理进行了探讨.由于超声和水热的协同作用,有效控制了产物的粒径,提高了产物的结晶度.产物的紫外-可见光谱吸收峰出现在369nm左右,计算其带隙约为3.36eV.同超声法或水热法制备的产物相比,超声-水热法制备的ZAO纳米产物具有更高的光催化活性,从而使光催化降解时间缩短为原来的77.8%.ZAO纳米光催化剂能够回收再利用.

溅射功率对掺铝氧化锌薄膜光电学性质的影响

利用射频磁控溅射在BK-7玻璃基片上沉积掺铝氧化锌薄膜,研究溅射功率对薄膜光电性能的影响.当溅射功率从250 W增加到400 W时,X射线衍射的结果发现,250 W制备的薄膜只有(002)衍射峰,而300 W以上的样品则出现了新的(101)衍射峰;而且随着溅射功率的增加,(002)峰的强度减弱,(101)峰的强度增强.薄膜的厚度随溅射功率的增加而变厚,电阻率随溅射功率的增加而减小,从200 W功率时的24.6×1-0 4Ωcm减小到400W时的7.2×1-0 4Ωcm.样品在可见光区域的平均光学透射率都大于85%,其光学带隙随载流子浓度的减小而减小.

共沉淀法制备掺铝氧化锌粉末及其性能研究

采用共沉淀法制备了掺铝氧化锌(ZAO)粉末,研究了反应物终点pH值、煅烧温度、Al3+掺杂量对所合成的ZAO粉末红外辐射率的影响。借助于差热-热重分析(TG-DSC)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外辐射率测试对制得的ZAO粉末的形貌、微观结构和红外辐射性能进行表征。研究结果表明,当反应物终点pH=8.5、煅烧温度为650℃、掺杂Al3+的摩尔分数为6%时获得的ZAO粉末的红外辐射率最低;制得的ZAO粉末属于六方晶系纤锌矿结构;具有红外辐射率最低值的ZAO粉末的形状为棒簇状。

制备工艺对锌铝氧化物(ZAO)粉末红外发射率的影响

采用液相共沉淀法制备了ZAO掺杂半导体粉末材料,系统研究了制备工艺对ZAO粉末红外发射率的影响.借助于TG-DTA、XRD、SEM对材料的热处理温度,晶体结构及表面形貌进行了考察,利用IR-2双波段发射率测量仪对ZAO粉末材料的红外发射率进行了测试.研究结果表明:当反应物终点pH值为8.5、反应时间为2.5h、煅烧温度为800℃,煅烧时间为2h、Al2O3的掺杂量为3%时所得的ZAO粉末的红外发射率最低;ZAO掺杂半导体粉末的晶体结构为ZnO的铅锌矿结构;粒子形状近似为椭圆形,平均粒径为5～10μm;在中红外(3～5μm)和远红外(8～14μm)波段均具有较低的红外发射率.

掺铝氧化锌薄膜的光电性能

采用直流磁控溅射技术,以氧化锌铝陶瓷靶为靶材,在玻璃衬底上制备掺铝氧化锌薄膜,研究不同工艺参数对薄膜组织结构、光学性质和电学性质的影响。从薄膜的结构、载流子浓度和迁移率等方面分析掺铝氧化锌薄膜的透射率和电阻率的变化机理。研究结果表明:掺铝氧化锌薄膜具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长,衬底温度和氧分压对薄膜的电阻率和透射率具有很大影响。在衬底温度为200℃、氧气与氩气的分压比为1%时,薄膜具有最优电阻率和平均透射率,分别达到1.13×10-3Ω.cm和86.5%。

掺铝氧化锌纳米粉体的制备及性能研究

采用溶胶凝胶法制备掺铝氧化锌(AZO)纳米粉体,将其用硅烷偶联剂表面改性,采用溶液共混法制备出聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/掺铝氧化锌(AZO)复合膜片.用热重差示扫描量热分析、X线衍射分析、透射电镜、激光粒度分析仪、紫外-可见分光光度仪、紫外-可见-近红外分光光度仪对AZO粉体及其改性后的无水乙醇分散液和PVB/AZO复合膜片性能进行表征.研究铝掺杂量对AZO粉体结晶程度和PVB/AZO复合膜片的不同波段光线吸收的影响.结果表明:随着铝掺杂含量增加,粉体结晶程度变低.当铝掺杂含量为2%时,PVB/AZO复合膜片紫外光线透过率最高,近红外波段透过率最低.

中频直流磁控反应溅射法制备掺铝氧化锌薄膜的研究

利用中频直流磁控反应溅射法(MF-DC-MS)在玻璃衬底上制备了掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、四探针法和分光光度计深入研究了衬底温度对AZO薄膜的结构、电学和光学特性的影响。研究结果表明3h的沉积使AZO薄膜丧失了(002)c轴择优取向。随着衬底温度由210℃升高到270℃,AZO薄膜的电阻率从7.5×10-3Ω.cm降低到2.5×10-3Ω.cm。高于270℃后,电阻率又略有升高。电阻率的变化趋势可从薄膜微观结构的角度得到合理解释。随着衬底温度的升高,AZO薄膜的吸收边先发生了蓝移。高于270℃后,又发生了红移。利用Burstein-Moss效应分析了AZO薄膜吸收边的蓝移和红移。该结果和电阻率的结果相印证。

水热法制备高定向掺铝氧化锌纳米棒阵列

为了制备高定向光电性能优异的掺铝氧化锌(ZAO)纳米棒阵列,采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备掺铝氧化锌薄膜,以ZAO薄膜为种子层,通过控制掺铝量、稳定剂等工艺参数,采用水热法制备出了高定向ZAO纳米棒阵列。实验表明,铝掺杂量为2%,直径在50nm左右的ZAO纳米棒阵列薄膜具有最好的光致发光性能,表面活性剂可以促进ZAO纳米结构的棒状生长,形成高定向ZAO纳米棒阵列。

掺铝氧化锌透明导电薄膜的表面织构研究

利用中频直流磁控反应溅射法在玻璃衬底上首先制备了掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜,然后利用5%的氯化铵(NH4Cl)溶液对制备的AZO薄膜进行表面织构。利用扫描电子显微镜(SEM)、四探针法和分光光度计分别测量并研究了织构前后薄膜的表面形貌、电学和光学特性。研究结果表明NH4Cl水溶液容易控制AZO的表面织构过程,并且可以获得较好的绒面。表面织构后,薄膜在可见光波段的平均反射率从12%降低到7.86%,而电阻率略有增大,该结果和表面织构结果一致。

溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌透明导电膜的正交实验研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺铝氧化锌(ZnO:Al,ZAO)透明导电膜。对薄膜用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、四探针仪及紫外-可见分光光度计等分析测试手段进行了表征;通过正交实验探讨了溶胶浓度、铝离子的摩尔掺杂量以及退火温度等因素对其电阻率的影响。结果表明,薄膜电阻率随溶胶浓度、铝离子掺杂量的增加,呈现先减小后增大的趋势,并随退火温度的升高而减小,从而确定了制备ZAO透明导电膜的优化工艺条件为:溶胶浓度0.8mol/L,铝离子的掺杂量1.0%(摩尔分数),退火温度550℃。在优化工艺条件下制得的ZAO透明导电薄膜具有标准的ZnO纤锌矿结构,其电阻率为1.275×10-3Ω.cm,平均透光率达84%。

掺铝氧化锌厚膜制备及其对三甲胺和海产品鲜度的敏感性

用烧结法制备掺铝氧化锌厚膜。把氧化锌粉末分别同0％，1％，3％，5％的Al2O3粉末机械研磨混合均匀，在1100℃下烧3h,再同粘合剂，有机溶剂混合制成浆料。用刮刀法在氧化铝基片上将浆料制成膜，在100℃下烘干后再经1100℃烧结2h.膜的灵敏度的测量方法是将膜放在玻璃管内加热到测量温度，测量膜暴露在一定浓度TMA气体或由牡蛎放出的气体时电阻值的变化。测量温度为200℃，250℃，300℃和400℃。TMA气体浓度为50×10-6，150×10-6，200×10-6和300×10-6。对牡蛎的实验是将新鲜牡蛎在5℃下分别冷藏1，2，3d后取出进行的。实验结果表明，掺铝氧化锌厚膜的灵敏度随Al2O3含量的增加而增大，并在350－400℃间灵敏度最大。掺5％Al2O3的氧化锌厚膜在35O℃下对200×10-6浓度的TMA气体的灵敏度为47，响应时间约为3min。掺5％Al2O3氧化锌厚膜对牡蛎冷藏时间的变化有灵敏的反应。

厚度对掺铝氧化锌透明导电薄膜性质的影响

采用紫外光助溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备了掺铝氧化锌薄膜。研究了厚度对薄膜性质的影响,结果表明:所有薄膜均由具有c轴优先生长取向的六角纤锌矿结构的ZnO晶体构成,晶体的粒径随厚度的增加而先增大,达到最大值后,不再随厚度的增加而改变;薄膜的方阻随厚度的增加先减小,在达到最小值2.1×102Ω/□后,随厚度的增加又略有增大;而所有薄膜均是透明的,在可见光区的透光率>80%。

紫外光照射对掺铝氧化锌薄膜导电和透光性质的影响

本文采用光助溶胶—凝胶法制备了掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜.研究了紫外光照射对薄膜导电性和透光性质的影响.结果表明:光照使薄膜的导电性显著提高,且光照后薄膜方阻的降低幅度随薄膜晶粒尺寸的减小而逐渐增加;而随着紫外光照射时间延长,薄膜的紫外吸收边蓝移,近红外区透光率降低.以上实验现象可能与表面吸附氧解吸引起的载流子浓度增加、迁移率升高以及分层退火处理形成的薄膜结构有关.

激光分子束外延法制备氟铝共掺氧化锌薄膜及其物性研究

采用激光分子束外延方法,将高熔点的AlF3和ZnO混合后制成高质量靶材,制备出具有高电导率和热稳定性的氟、铝共掺氧化锌薄膜(AFZO),并研究了AZO和AFZO的光电性质随退火条件的变化,探讨了AZO薄膜缺陷的性质及其形成和作用机理.研究表明受主型缺陷——锌空位是导致在空气退火时AZO电学性质劣化的主要原因,而氟掺杂可以抑制锌空位的形成.

络盐法制备纳米晶掺铝氧化锌粉体

通过新复合络盐晶体(NH4)1.95(Zn0.95Al0.05)(SO4)2.6H2O的合成证实了反应初始溶液中形成了络离子。研究了沉淀终点pH值对掺铝氧化锌(ZAO)粒径及产率的影响,以及锌离子总浓度对ZAO粒径的影响。结果表明:制备ZAO纳米晶粉体的最佳沉淀终点pH=7,最佳锌离子总浓度为0.3mol/L,所得ZAO粉体的一次晶粒平均尺寸约13nm。