碳氮納米錐陣列和p型氧化鋅的制備研究.pdf

1、本論文的研究內(nèi)容可以分為兩大部分:一是采用脈沖激光沉積(pulsedlaserdeposition,PLD)結(jié)合直流反常輝光放電等離子體反應(yīng)沉積(direct-currentabnormalglowdischargeplasmareactiondeposition,GPRD)的方法,在鈷金屬過渡層覆蓋的襯底上制備了碳氮納米錐(CNNC)陣列;二是采用PLD的方法在純氧化鋅(ZnO)中摻雜金屬元素鉍(Bi)制備p型ZnO:Bi薄膜材料。<

2、br>　　 自從Cohen等人預(yù)測了β-C3N4可能會(huì)比金剛石硬度還要高以來,利用第一性原理計(jì)算研究將氮引入碳納米結(jié)構(gòu)的效果更進(jìn)一步有效支持了氮可以降低碳配對(duì)的形成能。研究表明將氮摻入石墨或者金剛石納米結(jié)構(gòu)或者直接制備碳氮納米結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)其場發(fā)射率,增強(qiáng)其機(jī)械、熱、化學(xué)穩(wěn)定性,并且可以調(diào)整不同的碳氮比例控制其光電參數(shù)。本論文介紹了一種全新的直流反常輝光放電等離子體反應(yīng)沉積的方法,用于合成碳氮納米錐陣列。我們采用Si(100)作為沉底,

3、并用脈沖激光沉積的方法首先沉積一薄層鈷金屬作為催化層。普通的微波等離子體輔助化學(xué)氣相沉積的等離子體濃度較小,弧加熱等離子體發(fā)射化學(xué)氣相沉積的電壓較低,我們所采用的直流反常輝光放電等離子體反應(yīng)沉積的方法不同于這兩種方法,能產(chǎn)生增強(qiáng)偏壓高密度等離子體,其中含有很多高能中性或帶電的氮原子能與碳相關(guān)粒子發(fā)生氣相反應(yīng)生成碳氮納米錐。我們實(shí)驗(yàn)的一個(gè)目標(biāo)是確定一種經(jīng)濟(jì)快速的制備碳氮納米錐陣列的方法,另一個(gè)目的就是獲得碳氮納米錐大小、形狀、結(jié)構(gòu)、形貌、

4、生長方向等指標(biāo)的相對(duì)可控。本論文也提出了兩種主要的碳氮納米錐陣列的生長模型。
　　 多年來,氧化鋅材料因其可以應(yīng)用于諸如紫外、藍(lán)光發(fā)光二極管和激光二極管等短波長光電器件而受到廣泛關(guān)注。要使氧化鋅應(yīng)用于上述器件就必須制備出高質(zhì)量的n型和p型氧化鋅,目前制備出的n型氧化鋅已經(jīng)足可以應(yīng)用于上述器件,但是p型氧化鋅的制備卻仍然非常困難,因?yàn)檠趸\的自補(bǔ)償效應(yīng)、較深的受主能級(jí)和較低的摻雜率。我們采用Si(100)作為沉底,用V族元素鉍和純