论文部分内容阅读
ZnO和TiO:作为两种重要的金属氧化物分别在光电子领域和催化领域起着重要的作用。ZnO具有宽的直接带隙(3.37eV)和高的激子束缚能(60meV)在稀磁半导体、紫外发光器件、压电器件、气敏传感器、透明导电膜、以及声光器件等方面有广阔的应用前景。TiO2的光诱导特性使其在环境污染物降解、自清洁涂层、光分解水制氢和太阳能电池等环境保护与能源转换领域所表现出的特殊优势已被人们高度重视。本课题利用离子注入技术和脉冲激光沉积技术制备了不同金属离子掺杂的ZnO和Ti02样品,以下为研究的主要内容和结果:1、Cu离子,Co离子注入单晶ZnO体系:(1)Co离子注入ZnO晶体后,随着注入剂量的增加,样品的绿色发光中心逐渐从518nm向530nm的低能边偏移。(2)VSM测量表明所有Co离子注入样品都具有室温铁磁性,在注入剂量从1×1014ions. cm-2到1×1016ions. cm-2范围内样品饱和磁化强度随着注入剂量的增加逐渐增加。当注入剂量增加至5×1016ions. cm-2时,样品的饱和磁化强度开始减小。(3)对Cu离子注入的ZnO样品,在磁性测试中也观察到了磁滞回线,表明非磁性的金属Cu离子掺杂的ZnO样品具有铁磁性。2、Co离子注入单晶Ti02体系:(1)UV-Vis测试表明随着注量的增加,注入样品在可见光区的吸收逐渐增强,当注量增至1×1017ions. com-2时,能带结构被破坏。(2)注量为5×1015到5×1016范围内注入样品的光学带隙逐渐变小3、A1,Li离子掺杂的ZnO薄膜体系:(1)Li0.2Zn0.8O单层膜和Li0.2Zn0.8O/Al0.15Zn0.85O双层膜在紫外光辐照下都会出现光电阻效应,分别对应的电阻变化率为340%和8600%。(2)Li0.2Zn0.8O/Al0.15Zn0.85O双层膜中的光电阻效应远大于单层膜的,分析认为增强的光电阻效应可能与该双层膜界面形成的pn结有关,并且该双层膜结构有望用于ZnO基紫外探测器。