大尺寸Ga/Sc共掺ZnO晶体的水热法生长及光的吸收特性

文章报道了水热法生长Ga/Sc共掺ZnO晶体的结果。实验以ZnO陶瓷烧结块为培养料,以4mol/LKOH+1mol/L LiOH+5mlH2O2作为矿化剂,溶液中加入定量的Ga2O3和Sc2O3粉末,在尺寸为Φ70×1100mm高压釜中,在溶解温度T=380℃~400℃,结晶温度T=360℃~380℃的条件下,采用温差水热法生长出了尺寸为50×35×5.6(c轴方向)mm3的Ga/Sc共掺ZnO单晶体。采用ICP-MS测试了晶体中Ga和Sc元素的含量。利用分光光度计测试了晶体的吸收率,从400nm波长开始,随着波长的增大,Ga/Sc共掺ZnO晶体的吸收率比纯ZnO晶体高。比较了不同温差条件下c轴方向的生长速度,确定了合适的水热法晶体生长的温差条件。

ZnO单晶的制备及气敏特性研究

利用ZnO粉末和活性碳粉的混合物,通过气相反应在1050～1150℃获得发育良好的ZnO单晶,典型的晶形长15～25mm,直径0.1mm,生长方向[0001]方向。同时研究了掺杂Li^+和未掺杂Li^+单晶对1％浓度的H_2,CO,CH_4的气敏特性的影响,发现在400℃时,对3种可燃性气体的敏感性具有最大值,特别是,掺杂Li^+样品对H_2的灵敏度(Ra/Rg)达22。实验表明,通过受主掺杂控制ZnO单晶中的施主电子浓度,可以有效提高其对可燃性气体的敏感性。

氧化锌纳米棒/单晶硅的酒精传感器研究

首先采用射频溅射在单晶硅(Si)上制备氧化锌(ZnO)薄膜,作为生长ZnO纳米棒的晶种层,再在水热条件下生长ZnO纳米棒。X射线衍射、X射线能量色散谱,扫描电镜及室温光致发光谱对样品的物相结构、成分、表面微观形貌和晶体缺陷进行了表征。结果表明合成的ZnO纳米棒是六方纤锌矿结构,长径比较高,结晶良好。研究了ZnO纳米棒/单晶Si传感器在空气和酒精气体中的电压-电流(I-V)特性,阻抗谱及响应-恢复时间。该传感器在+6V的偏置电压下,其电阻在0.08g/L酒精气体中下降71%,响应时间小于1min,可以作为一种新型的酒精气体传感器。