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ZnO作为一种宽带隙半导体材料,具有比较高的激子束缚能(60meV)和禁带宽度(3.37eV)。ZnO优异的热稳定性和灵活性使得其在光电探测器、气体传感器、生物传感器、太阳能电池、陶瓷等方面的潜在应用很广泛。向宽禁带半导体材料中引入过渡金属元素,可以明显改变ZnO的光学、电性和磁学性质。Ni和Mn属于第ⅧB族过渡金属,具有丰富的电子和与Zn2+近似的离子半径,很容易进入到ZnO的晶格中,进而对基体材料的性能进行调控。本文采用沸腾回流法成功制备了Ni掺杂、Mn掺杂和Ni、Mn共掺杂纳米粉体,利用XRD、FESEM、EDS和XPS等表征手段分析了掺杂样品的结构、形貌,以及掺杂元素在ZnO晶格中的化学价态;利用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和光致发光光谱(PL)进而研究了样品的光学性质;对样品进行了室温铁磁性能分析(FTFM),探究了掺杂样品的磁性质。1.采用沸腾回流法制备了Ni掺杂(Ni:ZnO)纳米粉体,考察并确定了合成的最佳实验参数。研究了不同掺杂浓度的Ni:ZnO样品的结构、形貌、光学和磁学性质。结果表明,Ni以Ni2+的形式存在于ZnO的晶格中,导致衍射峰红移,晶胞参数减小,但是ZnO的六方纤锌矿结构没有改变。掺Ni后,样品的形貌由纺锤体结构变为棒状,长度和直径略微增大。Ni:ZnO样品的最大吸收波长红移,紫外发光峰没有明显的变化;由于氧空位缺陷(VO)浓度的减少和非辐射过程的增加,导致500650nm的绿光强度减弱甚至猝灭。3mol%Ni:ZnO样品表现出室温铁磁性,是由于束缚磁极子的形成;掺杂浓度较大时,样品呈现顺磁性,是由相互靠近的Ni2+-Ni2+产生反铁磁性耦合所致。2.采用沸腾回流法制备了Mn掺杂ZnO(Mn:ZnO)纳米粉体,研究了不同掺杂浓度样品的结构、形貌、光学和磁学性质。结果表明,在Mn:ZnO中Mn元素以+2价态存在。掺杂后样品的形貌发生了明显的变化,由长约600nm、直径200nm的纺锤形变为粒径200nm的六方状小颗粒。Mn2+进入到ZnO的晶格中,引起强烈的sp-d交换,使得样品的禁带能量降低,最大吸收波长红移。掺杂样品在383nm处的紫外发光峰没有明显变化,位于500650nm范围的绿色发光射强度减弱,位于450nm处的一蓝光发射峰增强。掺杂浓度为1mol%的样品表现出微弱的铁磁性,随掺杂浓度的增大,样品的铁磁性受压制,顺磁性加强。3.采用沸腾回流法制备了不同掺杂浓度的Ni、Mn共掺杂(Ni:Mn:ZnO)纳米粉体。结果表明,共掺杂后样品的形貌,由颗粒较大的纺锤形逐渐过渡为短小的棒状和颗粒状结构。各样品在383nm处均有一较强的紫外发光峰,纯ZnO有一强度较弱的绿色发射峰,随掺杂浓度的增大,绿色发光峰的减弱甚至猝灭。0.5mol%的样品表现顺磁性。