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Effect of Al Doping on Structural, Electrical, Optical and Photoluminescence Properties of Nano-Structural ZnO Thin Films

材料科学技术（英文）

关键词: 氧化锌薄膜 , 光致发光性质 , 纳米结构 , Al掺杂 , 光学带隙 , 光致发光特性 , 电子显微镜 , 电气

Al掺杂TiO2介孔材料的合成、表征和光催化性能

刘国聪 , 董辉 , 刘少友

中国有色金属学报

以钛酸四丁酯为钛源、十八水硫酸铝为铝源、三乙醇胺为模板剂,采用研磨-溶胶技术合成了Al掺杂的TiO2介孔材料,并利用XRD、EDS、TEM、BET、UV-vis和IR等手段表征了材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布及光学性能.结果表明:Al掺杂能够减小TiO2光催化剂的粒径,提高介孔TiO2的热稳定性;Al掺杂TiO2介孔材料的平均孔径为4.5 nm,比表面积达到110.2 m2/g;相比商用P25和介孔TiO2,Al掺杂介孔TiO2的吸收边发生红移,对初始浓度为20 mg/L的甲基橙进行催化降解1h后,其降解率达到92.5％.

关键词: TiO2 , Al掺杂 , 介孔材料 , 光催化剂

纳米氧化锌掺铝薄膜的微观结构研究

王明光 , 杨慧 , 汪嘉恒 , 宁策 , 徐奕辰 , 祁阳

功能材料

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在玻璃衬底上制备了纳米ZnO掺铝薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对薄膜的微观结构进行了系统的研究.结果表明,所有在玻璃衬底上生长的ZnO薄膜均具有c轴择优取向.掺杂量为2％(原子分数)时,Al在ZnO薄膜中达到最高水平.过量Al掺杂明显减弱薄膜的c轴择优取向.随着Al掺杂量的增加,ZnO晶粒进一步细化.其原因是未进入ZnO晶格的Al以非晶Al2O3的形式在ZnO晶界上形成了对晶界运动的钉扎,从而阻碍了ZnO晶粒进一步长大.

关键词: ZnO薄膜 , 微观结构 , 溶胶-凝胶 , Al掺杂 , 自组装机制

β-Ga2O3掺Al的电子结构与能带特性研究

郑树文 , 范广涵 , 皮辉

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.12.020

采用第一性原理的平面波超软赝势方法,对β-Ga2O3掺Al的AlxGa2-xO3(x=0,0.5,1,1.5,2)合金进行结构优化、电子态密度和能带特性的研究。结果显示,Alx Ga2-x O3为间接宽能隙材料,能隙是由导带底Ga 4s态和价带顶 O 2p 态共同决定,其弯曲系数分别为0.452 eV(直接)和0.373 eV(间接)。当增大Al的掺杂量,Alx Ga2-x O3的体积变小,总能量升高,能隙逐渐增大,这与实验结果相一致。

关键词: 第一性原理 , β-Ga2O3 , Al掺杂 , 电子结构 , 能带特性

Al掺杂量对ZnO:Al薄膜微观结构和光电性能的影响

徐迪 , 段学臣 , 朱协彬 , 傅欣

材料导报

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备出不同Al掺杂量的ZnO:Al(ZAO)薄膜.系统研究了Al掺杂量对薄膜微结构和光电性能的影响.结果表明:溶胶-凝胶法制备的薄膜具有完好C轴择优取向,在可见光区的透射率均大于85%;随着Al掺杂量的增加,薄膜的平均颗粒尺寸减小,表面电阻率先降低后升高,薄膜的光学带隙宽变宽.在5%H2+95%N2气氛退火可显著降低薄膜电阻率,掺Al量为2%的薄膜具有最低电阻率5.5×10-3Ω·Cm.

关键词: 溶胶凝胶 , Al掺杂 , ZnO , Al , 电阻率 , 带隙

铝掺杂氧化锌薄膜的光学性能研究

陈杰 , 王军

功能材料

采用溶胶-凝胶法,在玻璃基底上制备了掺杂不同质量分数Al的ZnO薄膜,并采用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光谱仪(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)等方法测试和分析了不同Al掺杂浓度对ZnO薄膜的形貌结构、光学性能影响.结果表明,Al的掺杂引起了晶体生长过程中择优取向的改变,掺杂ZnO薄膜的表面颗粒随Al掺杂量的增加而增大,可见光范围内的平均透射率＞78%,光致发光光谱分析表明,纯的ZnO薄膜有很强的紫外发光,而随Al的质量分数的增加,紫外发光强度迅速下降.

关键词: Al掺杂 , ZnO薄膜 , 溶胶-凝胶法 , 透射率 , 紫外发光

Cd0.9 Zn0.1 Te晶体的A1掺杂研究

刘伟华 , 介万奇 , 王涛 , 徐凌燕 , 徐亚东

功能材料

采用改进的垂直布里奇曼法(MVB)分别生长了A1掺杂和In掺杂的Cd0.9Zn0.1Te晶体,并对比分析了掺杂元素对晶体性能的影响.在相同的工艺条件下,A1掺杂晶体获得了6 × 109～2 × 1010Ω·cm的高电阻率,呈弱p或弱n型导电;In掺杂晶体电阻率在105Ω·cm数量级,呈n型导电;A1掺杂晶体在波数4000～500cm-1范围内红外透过率平直且较高,而In掺杂晶体红外透过率随波数下降而降低,在波数1250cm-1处降至零.采用A1掺杂晶片制备的探测器对241Am 59.54keV射线的能量分辨率为14%,表明所生长A1掺杂晶体基本满足了探测器材料使用要求.

关键词: Cd0.9Zn0.1Te , Al掺杂 , 霍尔测试 , 红外透过率

Al掺杂锐钛矿型二氧化钛的第一性原理研究

李毅杰 , 田汉民 , 刘剑飞

材料科学与工程学报

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的平面波超软赝势(PWPP)方法,模拟计算了Al掺杂前后锐钛矿相二氧化钛的几何结构、能带结构、态密度分布、光吸收系数等,井与实验结果进行比较.结果表明:高浓度的Al原子掺杂使其禁带宽度变小,光吸收强度显著增强,其电子迁移率、电导率均有所改变.这对半导体内电子和空穴的捕获以及抑制电子/空穴的复合起到了很好的作用.

关键词: 二氧化钛 , Al掺杂 , 第一性原理 , 密度泛函理论 , 电子结构

水热法制备掺铝氧化锌纳米棒阵列及其光学特性

徐迪 , 段学臣 , 李中兰 , 朱协彬

功能材料

采用水热法,在ZnO种子层上制备出不同Al掺杂量的ZnO纳米棒阵列薄膜,利用XRD、SEM、TEM、PL等检测手段对样品进行结构、形貌和发光性能分析.结果表明,纳米棒属于六方纤锌矿结构,具有垂直基底沿[002]方向生长的特征,PL谱上存在强的近紫外辐射峰.随着掺杂量的增加,纳米棒直径略有减小,近紫外辐射峰蓝移,强度先增加后减小,证明掺杂会形成非辐射中心,探讨了Al掺杂ZnO纳米棒阵列的发光机理.

关键词: 纳米棒 , Al掺杂 , 阵列 , 光致发光

Mg1-xAlxB2-yCy的结构与超导电性

崔雅静 , 赵勇

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.003

本文利用固相反应法制备了一系列Mg1-xAlxB2-yCy样品.X射线粉末衍射结果表明,铝的掺入使其晶格常数減小,但层间晶格常数c变化明显而层内晶格常数a基本不变.当铝的掺杂量为0.25时,样品的超导转变温度随着碳的掺入量的增加而呈现增大趋势.这种现象可能是由于同时掺杂引起样品内部载流子浓度的变化或微观结构变化引起的.

关键词: MgB2 , Al掺杂 , C掺杂 , 晶格常数 , 临界转变温度Tc