淺談氧化鋅的光學性質(zhì)
發(fā)布時間：2022-10-14
nO 是一種性能優(yōu)異的半導體材料，室溫下禁帶寬度為3. 37 eV，激子束縛能為60 meV，具有很好的光學、電學、催化特性。ZnO 具有壓電性，可以應用于光電器件、傳感器、催化劑和復合材料等方面。ZnO 不僅能制成良好的半導體和壓電薄膜，亦能通過摻雜制成良好的透明導電薄膜，且原料易得、價廉、毒性小、制備方法多種多樣，可以適應不同需求，已成為一種用途廣泛、具有開發(fā)潛力的薄膜材料之一。
隨著第三代半導體的產(chǎn)生并進一步發(fā)展，并且隨著新能源開始進入人們的日常話題之中，人們對氧化鋅的研究越來越廣泛，對ZnO 光學的性質(zhì)進行了廣泛的研究。
許多科學家對摻雜的氧化鋅進行光學性質(zhì)方面的研究。研究人員利用濕法氧化摻雜工藝制備了Ag 摻雜的ZnO 納米結(jié)構(gòu)，并對其微觀結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)進行了研究。高倍電子透射電子顯微鏡直接可以看出Ag 已經(jīng)存在于氧化鋅納米線中，XPS 顯示了Ag 是以氧化物化學狀態(tài)存在于氧化鋅中。PL 光譜顯示，Ag 摻雜的氧化鋅的紫外激發(fā)是純氧化鋅紫外激發(fā)的三倍以上，這是由于Ag 光載流子比Zn 離子的更容易逃逸。如果這樣的材料做成發(fā)光器件會使這樣的器件的發(fā)光效率大大提高。
國內(nèi)外科學家也嘗試著進行雙摻雜氧化鋅，進一步改變材料的光學性質(zhì)。研究人員通過退火研究了Al—Ga共摻氧化鋅薄膜的光電性質(zhì)。經(jīng)過450℃退火溫度的樣品電阻率減小，載流子濃度的增加。Al—Ga 共摻使得氧化鋅的光學帯隙增加，而且氧化鋅費米能級發(fā)生了移位。另有研究人員研究了Pd 摻雜氧化鋅的光催化性能的改變，結(jié)果表明所有的Pd 摻雜的ZnO 比純的ZnO 表現(xiàn)出更好的光催化性能。還發(fā)現(xiàn)Pd 摻雜的ZnO 增強了在可見光區(qū)域吸收，并且提高了光生電荷的分離率。這種光催化的改進有助于吸光能力的提高和光生載流子的分離率。
