sb、mg掺杂sno_2薄膜光电性质的研究

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1、分类号：TB3密级：可公开UDC：31编号：Sb、Mg掺杂SnO2薄膜光电性质的研究OPTICALANDELECTRICALPROPERTIESSTUDYOFSb、MgDOPEDTINDIOXIDETHINFILMS学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：材料科学与工程（080500）研究方向：新能源材料与器件申请学位级别：硕士指导教师：邓蕊副教授研究生：李霞论文起止时间：2014.9—2015.12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《Sb、Mg掺杂SnO2薄膜光电性质的

2、研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许

3、论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要我们对SnO2:Sb和SnO2:Mg薄膜的光电性质进行了相关研究。文章主要分为两部分。首先系统地研究了Sb掺杂浓度对SnO2:Sb薄膜光电性质的影响。XRD测试结果表明，制备的所有薄膜均为SnO2四方金红石结构。在紫外-可见波长范2围内测试了试样的光吸收图谱，根据(αhν)～hν曲线可以得到其光学带隙Eg，且Eg随掺杂浓度的不同而发生变化。为了进一步研

4、究掺杂对光学性能的影响，我们对其光致发光PL谱进行了详细研究，发光谱图显示随着Sb掺杂浓度的增加，占主导地位的可见光逐渐向紫外发光区域演变。由于掺杂会对薄膜的结构及结晶质量产生影响，从而导致其电学性质也会随掺杂浓度发生变化。其次是SnO2:Mg薄膜光电性质的研究。目前研究的SnO2都是电子导电(n型)的，还没有有关p型导电的SnO2的详细报导，因此，我们制备了p型导电SnO2:Mg薄膜，并对其结构和光电性能进行了表征。XRD测试表明掺杂不会改变薄膜的晶体结构，掺杂得到的薄膜晶体结构仍然是四方金红石结构。根据紫外-可见光吸收图谱可知，

5、随着掺杂浓度的增大，薄膜光学带隙逐渐变小，这主要是由于Mg2+取代Sn4+后由于电荷守恒会产生空穴，并形成杂质带。从霍尔效应测试结果中可以得知，制备的SnO2:Mg薄膜均呈p型导电，且随着掺杂浓度的增大，载流子浓度逐渐减小，最高载流子浓度达到1.17×1013cm-3。光致发光图谱表明，当Mg掺杂浓度为1at%时薄膜具有最大的紫外发光强度，继续增大掺杂浓度，发光强度反而又有所减小。关键词：Sb掺杂Mg掺杂带隙光致发光IABSTRACTWereportthephoto-electricalpropertiesofSnO2:SbandS

6、nO2:Mgthinfilms.Thesisisdividedintotwoparts.Firstly,wesystematiclyreportedthephoto-electricalpropertiesofSnO2:Sbthinfilmswiththeincreasinginantimonydopingconcentration.TheXRDpatternsrevealedthatallthesamplespossestetragonalrutilestructure.Theabsorptionspectrumwereteste

7、dinUV-visiblewavelengthrange,theopticalbandgapcanbeestimatedfromtheplotof(αhν)2versusphotonenergyhν.AsSbconcentrationincreases,thebandgapsofthefilmsvary.Inordertofutherstudytheeffectofdopingconcentrationonopticalproperties,photoluminescencespectraofthefilmswereanalysed

8、indetail,withincreasingSbconcentrationinSnO2,dominantvisiblelightemissionevolvesintotheultravioletregimeinphoto-lumin