1、Sol-Ge1法制備法制備Nd：ZnO薄膜薄膜及其及其光學特性的研究光學特性的研究物理科學與技術學院物理科學與技術學院 申請人：高振飛申請人：高振飛 李國興李國興 馬曉虎馬曉虎導 師：朋興平內容導航應用價值及國內研究現狀項目的特色和創新之處實施步驟和預期成果可行性分析一、應用價值及國內研究現狀 ZnO是一種纖鋅礦結構的直接帶隙的寬禁帶半導體材料，具有優良的電學、光學和壓電以及紫外受激發射的性質。被廣泛的應用于紫外探測器、發光二極管、激光、表面聲波器材、氣體傳感器、太陽能電池、以及緩沖層等領域。目前已經有許多沉積技術，如金屬有機化合物化學氣相沉積、脈沖激光沉積、熱解噴涂、和濺射等技術都可以用來制

2、備ZnO薄膜一、應用價值及國內研究現狀 研究發現，通過對ZnO薄膜適量摻雜可以對它的光電特性產生很大的影響。 ZnO薄膜的n型摻雜可以通過摻雜族和族元素以及稀土元素等來實現。而國內目前在稀土元素摻雜方面的研究還不多，用Sol-Gel法對ZnO薄膜進行稀土元素的摻雜的研究更是鮮有。二、項目的特色與創新之處 相比傳統的磁控濺射等方法，Sol-Gel法更容易控制薄膜的組成結構和形成大面積的薄膜，而且具有合成溫度低、化學計量比準確、成本低廉、工藝和設備簡單等特點。二、項目的特色與創新之處 稀土元素具有特殊的物理與化學性能，是一般元素無法比擬的。它的發光幾乎覆蓋了整個固體發光范疇，這些優異的特性為稀土元

3、素的應用提供了基礎。Nd是重要的輕稀土磁性元素之一，是一個巨大的發光材料寶庫 。通過Nd摻雜ZnO研究，發掘其光、電、磁等性能，為稀土摻雜ZnO的應用提供實驗基礎。三、實施步驟和預期成果（一）、實施步驟1. Sol-Ge1法制備法制備Nd：ZnO薄膜薄膜二水合乙酸鋅、釹鹽二水合乙酸鋅、釹鹽（或釹的氧化物）、乙（或釹的氧化物）、乙二醇甲醚、乙醇胺二醇甲醚、乙醇胺制備環境制備環境的建立的建立 落實實驗室落實實驗室溫度溫度濕度濕度照度照度 實驗材料實驗材料的準備的準備 制備條件制備條件的摸索的摸索 高質量的高質量的Nd：ZnO 2. 光學特性測試光學特性測試測試環境的建立測試環境的建立用原子力顯微鏡

4、、掃描電鏡用原子力顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡觀察和透射電鏡觀察Nd：ZnO薄薄膜的二維和三維表面形貌圖膜的二維和三維表面形貌圖光學特性測試光學特性測試測試樣品的觀察測試樣品的觀察落實實驗室落實實驗室溫度溫度濕度濕度照度照度 測試設備的準備測試設備的準備 光信號源光信號源、分光計、分光計熒光分光光度計熒光分光光度計X X射線衍射儀射線衍射儀原子力顯微鏡原子力顯微鏡He-Cd激光器激光器 PL譜譜折射率折射率透射率透射率色散率色散率吸收率吸收率反射率反射率（二）、項目的目標和預期效果 制備得到不同釹摻雜濃度的ZnO薄膜 獲得Nd：ZnO 薄膜的二維和三維表面形貌圖 測得Nd：ZnO 薄膜的X 射線衍射圖 測得Nd：ZnO 薄膜的光致發光譜： 典型的Nd：ZnO薄膜室溫PL譜 室溫各種激發波長激發下的PL譜 不同溫度下Nd：ZnO薄膜的PL譜 室溫下激發光強度對PL譜的影響 5. 摸索出Nd：ZnO 薄膜的光致發光特性及其隨摻雜濃度的變化規律。四、可行性分析 ZnO的研究是國家“863計劃”和 “973計劃” 中關于能源、信息、資源環境