支鹏伟,潘 婧,胡 轶,贾 哲,方向明,游秀芬

(太原学院 材料与化学工程系,山西 太原 030032)

0 引言

氧化锌(ZnO)作为一种重要的工艺材料,在电子、光学和光子学领域等都有相当优异的表现。由于ZnO在压电和热释电方面所具有的特性,以及ZnO的纤锌矿结构具有六方晶格结构、宽禁带(3.37 eV)和大的电化学耦合,ZnO材料广泛地应用于压电传感器和机械作动器等方面。本质上,ZnO是一种由于氧空位占据间隙锌原子的N型半导体,具有化学和热稳定性。ZnO的稳定性使其适用于透明导电氧化物材料。同时,由于ZnO在光电领域的优异性能,ZnO在光电器件、太阳能电池异质结以及光伏应用等方面也都有着重要的开发和运用。近年来,ZnO作为宽禁带半导体材料由于具有独特的物理及化学性质,使其掺杂物的应用价值成为热点,通常为了改善ZnO的许多物理性质,使用一些合适的三价离子,比如Al离子、In离子和B离子等。在掺杂方面的研究包括:B掺杂对ZnO结构和力学性能的影响,随着B含量和外加载荷的增加,ZnO的表观硬度值也在增加[1];采用电化学沉积法在P型Si衬底上制备不同B掺杂浓度的ZnO薄膜,ZnO的光学带隙由于B的掺入而变窄;N作为共掺杂剂对C、B掺杂ZnO团簇的影响,与N掺杂ZnO相比,B和N共掺杂ZnO的电学性能得到了改善[2];在N掺杂的ZnO中,Li的共掺杂大大增强了ZnO的铁磁性。N共掺杂在C和Cu掺杂的ZnO薄膜中表现出磁矩的增强。ZnO一维纳米装置在功能材料应用领域有巨大潜力,有望应用于光发射二极管、太阳能电池、紫外传感器及声电装置等。……