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1、Sol-Ge1法制备Nd：ZnO薄膜及其光学特性的研究,物理科学与技术学院 申请人：高振飞 李国兴 马晓虎 导 师：朋兴平,内容导航,应用价值及国内研究现状 项目的特色和创新之处 实施步骤和预期成果 可行性分析,一、应用价值及国内研究现状,ZnO是一种纤锌矿结构的直接带隙的宽禁带半导体材料，具有优良的电学、光学和压电以及紫外受激发射的性质。被广泛的应用于紫外探测器、发光二极管、激光、表面声波器材、气体传感器、太阳能电池、以及缓冲层等领域。目前已经有许多沉积技术，如金属有机化合物化学气相沉积、脉冲激光沉积、热解喷涂、和溅射等技术都可以用来制备ZnO薄膜,一、应用价值及国内研究现状,研究发现，通过
2、对ZnO薄膜适量掺杂可以对它的光电特性产生很大的影响。 ZnO薄膜的n型掺杂可以通过掺杂族和族元素以及稀土元素等来实现。而国内目前在稀土元素掺杂方面的研究还不多，用Sol-Gel法对ZnO薄膜进行稀土元素的掺杂的研究更是鲜有。,二、项目的特色与创新之处,相比传统的磁控溅射等方法，Sol-Gel法更容易控制薄膜的组成结构和形成大面积的薄膜，而且具有合成温度低、化学计量比准确、成本低廉、工艺和设备简单等特点。,二、项目的特色与创新之处,稀土元素具有特殊的物理与化学性能，是一般元素无法比拟的。它的发光几乎覆盖了整个固体发光范畴，这些优异的特性为稀土元素的应用提供了基础。Nd是重要的轻稀土磁性元素之一
3、，是一个巨大的发光材料宝库 。通过Nd掺杂ZnO研究，发掘其光、电、磁等性能，为稀土掺杂ZnO的应用提供实验基础。,三、实施步骤和预期成果 （一）、实施步骤,1. Sol-Ge1法制备Nd：ZnO薄膜,二水合乙酸锌、钕盐（或钕的氧化物）、乙二醇甲醚、乙醇胺,制备环境 的建立,落实实验室 温度 湿度 照度,实验材料 的准备,制备条件的摸索,高质量的Nd：ZnO,2. 光学特性测试,测试环境的建立,用原子力显微镜、扫描电镜和透射电镜观察Nd：ZnO薄膜的二维和三维表面形貌图,光学特性测试,测试样品的观察,落实实验室 温度 湿度 照度,测试设备的准备,光信号源、分光计 荧光分光光度计 X射线衍射仪
4、原子力显微镜 He-Cd激光器,PL谱 折射率 透射率 色散率 吸收率 反射率,（二）、项目的目标和预期效果,制备得到不同钕掺杂浓度的ZnO薄膜 获得Nd：ZnO 薄膜的二维和三维表面形貌图 测得Nd：ZnO 薄膜的X 射线衍射图 测得Nd：ZnO 薄膜的光致发光谱： 典型的Nd：ZnO薄膜室温PL谱 室温各种激发波长激发下的PL谱 不同温度下Nd：ZnO薄膜的PL谱 室温下激发光强度对PL谱的影响 5. 摸索出Nd：ZnO 薄膜的光致发光特性及其随掺杂浓度的变化规律。,四、可行性分析,ZnO的研究是国家“863计划”和 “973计划” 中关于能源、信息、资源环境领域的重大科学问题。有很多相关的理论成果可以借鉴和参考。 朋老师一直从事氧化锌薄膜掺杂方面的研究，有丰富的经验和成果，可以提供相关的仪器和药品。,
