sol-gel法制备稀土掺杂zao薄膜红外发射率及光致发光特性的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要利用溶胶凝胶法，在石英玻璃的基底上沉积了镧系稀土元素和Al共掺的ZnO薄膜，利用了XRD衍射和SEM分别研究了薄膜的结构和表面形貌。在不同Er掺杂浓度和退火温度下研究了ZAOEr薄膜在8~14μm的红外发射率和光学性质。ZAOEr薄膜具有六方纤锌矿的结构，并且沿（002）晶向择优生长，可见光范围内的透光率在85%以上。薄膜的禁带宽度会随着Er含量的增加而出现红移。当激发波长为290nm时，可观察到一个紫光发射和蓝光发射。当激发波长为370nm，可观察到一个强烈的绿光发射。CL谱3+中305nm处出现的紫外峰与Er的掺杂有关。大体上，

2、随着热处理温度的升高，ZAOEr薄膜的红外发射率呈下降趋势，并且在退火温度为900℃，Er掺杂浓度为2at.%时其红外发射率最小，为0.749。3+3+3+3+3+3+3+3+3+3+3+研究了不同稀土元素（Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、3+3+3+Er、Yb和Lu）掺杂的ZAOR薄膜的红外发射率和光学性质，ZAOR薄膜在可见光的透光率在85%以上，和ZAO薄膜相比，随着稀土元素的掺入，禁带宽度出现了减小，当激发波长为370nm时，可观察到强烈的绿光发射峰，其中ZAOGd薄膜的绿光发射峰强度最强。ZAONd薄膜具有最小的红外发射率

3、0.753。阴极荧光谱中310nm左右出现的紫外峰与稀土离子的掺杂有关。研究了不同转速条件下ZnO，ZAO和ZAOEr显微形貌的影响，探讨了不同转速对薄膜透光性能和光致发光性能的影响，转速在2000rpm时的(002)峰的强度要高于其他转速条件。同时纯ZnO薄膜的C轴择优取向性要强于掺杂后的薄膜。随着转速的升高，薄膜致密性下降，孔隙3+3+增多。ZnO薄膜近带边发射峰随着Al和Er的掺入，强度下降，深能级发射峰则进一步增强，随着转速的降低，深能级发射峰的强度逐渐升高。关键词：ZAO，溶胶凝胶方法，红外发射率，透光率，光致发光iSol-gel法制备稀土掺杂ZAO薄膜

4、的红外发射率及光致发光特性研究AbstractLanthaniderareearthandaluminiumco-dopedZnO(ZAOR)thinfilmsweredepositedonquartzsubstratebysol–gelmethod.TheirstructureandmorphologywereinvestigatedusingX-raydiffraction(XRD),scanningelectronmicroscopy(SEM),respectively.TheInfraredemissivityinthe8~14μmandopticalpr

5、opertiesofZAOErderivedfromdifferentErbiumcontentanddifferentheattreatmenttemperaturehavebeenstudied.TheZAOErfilmsexhibitwurtzitestructurewithpreferentialorientationofthe(002)plane,andhaveanaveragetransmittanceover85%inthevisiblerange.TheredshiftofthebandgapintheZAOErthinfilmswasobserv

6、edasthecontentofErbecamehigher.Theultravioletandblueemissionpeakswereobservedwithlaserexcitationatthewavelengthof290nm.Thegreenemissionpeakwasobservedwithlaserexcitationatthewavelengthof370nm.Incathodoluminescencespectrum,UVpeakappearsin305nmisrelatedto3+dopingofEr.Ingeneral,theinfrar

7、edemissionofZAOErthinfilmsisreducedwithincreaseofheattreattemperature,andthelowestemissivity0.749wasobtainedwhenheattreatmenttemperatureis900℃andtheErcontentis2at.%.TheInfraredemissivityinthe8~14μmandopticalpropertiesofZAORthinfilmsderivedfrom3+3+3+3+3+3+3+3+3+3+3+3+differentrareearth

8、(Y、La