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问题:[题]

题目:MOCVD法进行氧化锌晶须阵列材料的掺杂研究

氧化锌是一种新型的II-VI族宽紧带半导体材料,室温下禁带宽度3.37eV左右。其在光电、压电、透明导电、压敏、气敏等方面具有优异的性质,是一种有广泛应用前景的多功能材料。近年来,随着材料制备技术的突破,低维氧化锌半导体材料的制备、性能及其应用成为材料学科的一个研究热点。特别是随着掺杂技术的不断突破给氧化锌带来的性能的奇特变化,使氧化锌一维材料的掺杂及其相关研究逐渐成为一个新的方向。 在本论文的研究工作中,对原有的大气开放式金属有机物化学气相沉积(MOCVD)系统进行了一系列的改进,并在此基础上建设了一台新型MOCVD系统。应用该系统,采用多气路输送不同金属有机源的方法,进行了掺杂的氧化锌一维定向晶须材料的制备和研究工作。 使用改进后的设备制备出了排列更为规则,直径和长度高度均一,长径比达到20的非掺杂一维氧化锌晶须阵列材料。晶须为六角晶系纤锌矿结构,沿(0001)方向高度取向生长。同时通过改变喷嘴到基片的距离,研究了沉积距离对晶须生长形貌及晶体结构的影响,并讨论了其所造成的影响的原因。 通过改变镁有机源气化温度、锌有机源气化温度和镁有机源的流速的方法,制备出了不同镁元素掺杂浓度的氧化锌晶须阵列,并对镁元素掺杂氧化锌晶须阵列的形貌、成分和晶格常数等性能参数进行了分析。研究了各工艺参数的变化对掺杂浓度的影响以及掺杂浓度对晶须晶格常数的影响。并且使用CASTEP计算软件模拟了一定镁元素掺杂浓度下的氧化锌晶体的晶格常数的变化情况,得到了与实验相符合的结果。 尝试进行了一维氧化锌晶须/环氧树脂的1-3型复合薄膜的制备,采用垂直毛细灌注的方法初步得到了复合良好,晶须尖端外露的1-3型复合薄膜。

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