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《gan納米材料溶膠-凝膠法稀土摻雜光學(xué)性質(zhì)論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、稀土摻雜氮化鎵納米粉溶膠—凝膠制備及發(fā)光機理研究【摘要】與主導(dǎo)微電子產(chǎn)業(yè)的Ge、Si、GaAs、GaP等半導(dǎo)體相比,具有優(yōu)異性能的氮化鎵(GaN)材料已成為當(dāng)前最受重視的III-V族化合物半導(dǎo)體材料之一,在微電子、光電子、通訊領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。由于稀土摻雜半導(dǎo)體材料的光譜范圍可以從紫外光、可見光一直延伸到近紅外光范圍,直接寬帶隙的GaN材料非常有利于稀土離子的摻雜發(fā)光,且稀土摻雜GaN材料所制備的發(fā)光器件具有高亮度、長壽命、單色性好等優(yōu)點[1-8]。因此本文的主要研究目標(biāo)是制備本征及Pr、Ce、La等稀土元素?fù)诫s的GaN粉末,并通過與理論計算結(jié)果的對比研究其發(fā)光性能的變
2、化。本文在介紹GaN材料和稀土元素性質(zhì)的基礎(chǔ)上,分析了制備GaN材料技術(shù)的優(yōu)缺點、影響性能的因素(雜質(zhì)和缺陷),選用氧化鎵為鎵源、稀土氧化物為雜質(zhì)源,檸檬酸為絡(luò)合劑,利用成本低、易操作、摻雜均勻的溶膠-凝膠技術(shù)制備出未摻雜和稀土摻雜的納米GaN粉體。利用X射線衍射、傅立葉紅外光譜、光致發(fā)光譜對所制備的粉體進(jìn)行微觀晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的表征,分析研究了各工藝條件對粉體質(zhì)量的影響、摻雜對能帶結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響。同時從理論上利用第一性原理的密度泛函理論,選用MS軟件分析研究了...?更多還原【Abstract】ComparingwithGe,Si,GaAsandGaP,GaNwhi
3、chhasexcellentperformancehasbecomethemostvaluedIII-Vclancompoundsemiconductormaterials,ithaswideapplicationintheareaofmicroelectronics,optical-electronicsandcommunications.Thespectrumofrareearthdopedsemiconductorsextendfromultravioletlight,visiblelightuntiltonearinfraredlight,thewidebandgap
4、GaNmaterialsareverybeneficialtoluminescenceofrareearthionsdoping,andthedevicesofrareearthdopingGaN...?更多還原【關(guān)鍵詞】GaN納米材料；溶膠-凝膠法；稀土摻雜；光學(xué)性質(zhì)；【Keywords】GaNnanomaterials；Sol-Gel；rareearthdoped；opticalproperties；摘要3-4Abstract4引言9-11第一章緒論11-201.1GaN的研究現(xiàn)狀11-131.1.1GaN薄膜的研究發(fā)展與現(xiàn)狀11-121.1.2GaN粉體的研究發(fā)展與現(xiàn)狀
5、121.1.3GaN材料的應(yīng)用研究現(xiàn)狀12-131.2GaN材料的制備13-161.2.1薄膜制備方法13-151.2.1.1分子束外延(MBE)141.2.1.2金屬有機物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)141.2.1.3氫化物氣相外延(HVPE)14-151.2.2GaN粉體的制備15-161.2.2.1沉淀法151.2.2.2水熱法15-161.2.2.3微乳液法161.3溶膠-凝膠法(Sol-Gel)16-181.3.1溶膠-凝膠法的化學(xué)過程17-181.3.2溶膠-凝膠法的特點181.4本論文研究內(nèi)容18-20第二章稀土摻雜GaN的基礎(chǔ)理論20-242.1GaN材料的相關(guān)
6、性質(zhì)20-212.1.1GaN的基本結(jié)構(gòu)202.1.2GaN的相關(guān)性質(zhì)20-212.2稀土的性質(zhì)21-222.2.1稀土元素的性質(zhì)21-222.2.2稀土改性機理222.3稀土摻雜GaN的性質(zhì)分析22-242.3.1GaN的發(fā)光性質(zhì)22-232.3.2稀土摻雜GaN的發(fā)光性質(zhì)23-24第三章GaN材料的第一性原理計算24-353.1從頭計算方法(abinitio)24-253.2密度泛函理論(DFT)25-263.2.1Hohenberg-Kohn定理253.2.2局域密度近似(LDA)25-263.3CASTEP軟件介紹26-283.3.1CASTEP軟件的主要功能26-2
7、73.3.2CASTEP軟件的使用方法27-283.4本征GaN晶體材料的計算28-313.5稀土離子摻雜GaN材料的計算31-343.6本章小結(jié)34-35第四章溶膠-凝膠法制備GaN粉體35-524.1實驗準(zhǔn)備及注意事項35-374.2樣品的制備37-434.2.1樣品制備方案37-384.2.2樣品表征方案38-394.2.2.1X射線衍射(XRD)384.2.2.2傅立葉紅外光譜分析(FTIR)38-394.2.2.3光致發(fā)光譜(PL)394.2.3材料制備過程39-434.2.3.1本征GaN粉
