2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、氧化鋅(ZnO)是一種Ⅱ~Ⅳ族直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料,在室溫下其帶隙寬度為3.37 eV,具有較高的激子束縛能(60 meV),有很好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電及良好的紫外吸收性能,所以在光電子和微電子等應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的發(fā)展前景。通過Mg摻雜可以起到連續(xù)調(diào)制ZnO帶隙的作用,從而獲得更加廣泛的應(yīng)用。本文以摻鎂氧化鋅MgxZn1-xO納米晶為研究對(duì)象,采用X-射線衍射(XRD)、紫外-可見吸收光譜(Uv-vis)、拉曼光譜(Raman)、光致發(fā)光

2、光譜(PL)、等技術(shù),研究了它們的制備生長、晶體結(jié)構(gòu)以及光譜學(xué)特性等問題。主要成果如下:
  1.采用溶膠凝膠法成功制備了摻Mg的MgxZn1-xO(MZO,x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)納米晶。X衍射分析表明隨摻Mg量的逐漸增大,MgxZn1-xO的晶格常數(shù)a逐漸增大而c逐漸減小。當(dāng)Mg含量x達(dá)到0.10時(shí),出現(xiàn)了與MgO立方相有關(guān)的衍射峰,表明Zn2+被Mg2+取代的最大摻雜量為0.08。

3、r>  2.分別用325、488、514.5、532、632.8和785 nm的激光激發(fā)了ZnO納米晶拉曼光譜。發(fā)現(xiàn)用632.8 nm激發(fā)時(shí),204和332 cm-1峰呈現(xiàn)較強(qiáng),而用514.5 nm激光激發(fā)時(shí),536 cm-1峰呈現(xiàn)較強(qiáng)。這可能是由于632.8 nm和514.5 nm的激光與帶間缺陷能級(jí)發(fā)生共振效應(yīng)。
  3.隨著摻Mg量的逐漸增大,原子振動(dòng)力常數(shù)增大,使得99.5,204,379,410,529和579 cm-1

4、處振動(dòng)模發(fā)生藍(lán)移。當(dāng)Mg含量x增至0.10時(shí),在277 cm-1處出現(xiàn)了與MgO有關(guān)的附加模。
  4.在325 nm波長激發(fā)的共振拉曼光譜中,在所有MgxZn1-xO樣品中都觀察到E1LO及其5級(jí)高階模。隨著摻Mg量的逐漸增大,這5階高階模發(fā)生藍(lán)移,歸因于摻Mg導(dǎo)致了電子-聲子相互作用中的短程相互作用增強(qiáng)。同時(shí),二級(jí)拉曼散射強(qiáng)度與一級(jí)拉曼散射強(qiáng)度之比逐漸減小,歸因于摻Mg導(dǎo)致了電子-聲子相互作用中的長程相互作用減弱。
  

5、5.紫外吸收光譜表明,隨摻Mg量的逐漸增大,MgxZn1-xO的帶隙逐漸增大。
  6.室溫下的光致發(fā)光譜(PL)表明,MgxZn1-xO樣品的發(fā)光峰由兩部分構(gòu)成:一個(gè)位于紫外區(qū)的紫外發(fā)光峰;兩個(gè)位于可見光區(qū)的綠色峰和橙色峰。這兩個(gè)位于可見光區(qū)的發(fā)射峰為深能級(jí)發(fā)射(DLE),與氧缺陷和氧填隙有關(guān)。位于紫外區(qū)的紫外發(fā)光峰為近帶邊發(fā)射(NBE),隨著摻Mg量達(dá)到x=0.10,紫外發(fā)光峰藍(lán)移到3.40 eV。
  7.低溫16K時(shí)

6、的光致發(fā)光譜(PL)表明,隨著摻Mg量增加到x=0.08時(shí),自由激子發(fā)射藍(lán)移到353 nm(3.52 eV),強(qiáng)度達(dá)到最大,同時(shí)線寬明顯減小,說明摻Mg量為0.08時(shí),紫外發(fā)光有最大的發(fā)光增益。
  8.在Mg0.02Zn1-0.02樣品中,位于363 nm(3.43 eV)和367 nm(3.38 eV)的發(fā)光峰分別對(duì)應(yīng)于含Mg區(qū)域和不含Mg區(qū)域的自由激子復(fù)合峰。在140K以上溫度時(shí),含Mg區(qū)域中的激子遷移到不含Mg區(qū)域,使36

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