The invention belongs to the field of low dimension nanometer material and nanometer technology, and puts forward a halogen doped ZnMgO film and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: substrate cleaning and drying; two water zinc acetate and magnesium source added to the solvent, the solvent of ethylene glycol monomethyl ether or n-propanol, stabilizer with ethanol amine, at 55 to 80 DEG C under stirring for 1 ~ 2H, and then NH to obtain solution;
【技术实现步骤摘要】
一种卤素掺杂ZnMgO薄膜及其制备方法
本专利技术属于低维纳米材料领域,尤其是通过卤素掺杂ZnMgO薄膜及其制备方法。
技术介绍
纤锌矿结构的ZnMgO是一种具有压电和光电特性的的直接带隙宽禁带半导体材料,具有标准的六方纤锌矿结构。作为一种典型的发光材料,在蓝绿光、紫外光等短波长发光源方面具有明显的优势,可以用来制备多种发光器件,如平面光波导、透明电极、紫外光探测器、紫外发光器件等。但是,随着科技的发展,人们对器件的应用要求不断提高,ZnMgO在应用方面的许多不足也日益显现,如激子束缚能不够大、带隙不够宽等。ZnMgO不但具有与氧化锌相似的晶体结构和光学性质,而且其能带结构可在一定范围内随意改变。近年来,Mg通过合金化得到的ZnMgO材料引起了人们广泛地关注。根据Mg固溶度的不同所形成的Zn1-xMgxO合金的禁带宽度可以在3.37-7.8eV之间连续可调。研究表明,通过合金化得到的ZnMgO后压电系数增大。作为一种三元晶体材料,ZnMgO具有良好的光学、压电、光敏、气敏、光催化、电导等特性。ZnMgO的性能受Mg固溶度大小的影响,当原料中Mg含量越多,Mg含量会受限于金属元素的固溶度。考虑到这个因素,我们可以采用非金属元素掺杂对ZnMgO进行改性。卤族元素作为ZnMgO的掺杂剂,它们的掺杂替代了ZnMgO中O的位置。由于的能带结构中,价带主要是由O的2p轨道组成,当Ⅶ族元素离子以替位形式占据格点时主要是对价带产生微扰,而对导带电子的扰动较小,也就是对电子迁移的散射作用相对较小,这样有利于莸得迁移率较高的掺杂薄膜。由于卤素与O原子之间有较大的电负性和尺寸差 ...
【技术保护点】
一种卤素掺杂ZnMgO薄膜,其特征在于由如下步骤得到:(1)将衬底分别浸入丙酮、无水乙醇、去离子水中,然后用超声清洗机超声15~35min并用红外灯烘干;所述衬底为Si片或者石英玻璃片;(2)将二水乙酸锌及镁源加入溶剂中,所述溶剂为乙二醇甲醚或正丙醇,稳定剂采用乙醇胺,在55~80℃下搅拌1~2h,得到溶液;然后将NH
【技术特征摘要】
1.一种卤素掺杂ZnMgO薄膜,其特征在于由如下步骤得到:(1)将衬底分别浸入丙酮、无水乙醇、去离子水中,然后用超声清洗机超声15~35min并用红外灯烘干;所述衬底为Si片或者石英玻璃片;(2)将二水乙酸锌及镁源加入溶剂中,所述溶剂为乙二醇甲醚或正丙醇,稳定剂采用乙醇胺,在55~80℃下搅拌1~2h,得到溶液;然后将NH4X或NaX加入溶液中,其中X代表卤素,在55~80℃下搅拌2~3h,得到溶胶;(3)将步骤(1)中处理过的衬底放置甩胶机的台子上,将步骤(2)中的溶胶使用甩胶机,然后在2000~5000rpm速率下旋转30s~60s,使得溶胶在衬底上均匀分布,并在150~300℃下将溶胶烘干;(4)然后带有溶胶的衬底放置甩胶机的台子上,将步骤(2)中的溶胶使用甩胶机,2000~5000rpm速率下旋转30s~60s,使得溶胶在衬底上均匀分布,150~300℃下将溶胶烘干;多次循环本步骤,得到生长有薄膜的衬底;(5)将步骤(4)中生长有薄膜的衬底放入热处理炉中退火,退火温度为400~700℃,保温时间为0.5~3h;然后冷却至室温,得到卤素掺杂ZnMgO薄膜。2.一种卤素掺杂ZnMgO薄膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)将衬底分别浸入丙酮、无水乙醇、去离子水中,然后用超声清洗机超声15~35min并用红外灯烘干;所述衬底为Si片或者石英玻璃片;(2)将二水乙酸锌及镁源加入溶剂中,所述溶剂为乙二醇甲醚或正丙醇,稳定剂采用乙醇胺,在55~80℃下搅拌1~2h,得到溶液;然后将NH4X或NaX加入溶液中,其中X代表卤素,在55~80℃下搅拌2~3h,得到溶胶;(3...
【专利技术属性】
技术研发人员:戴英,乐志凯,李毛劝,裴新美,陈文,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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