稀土掺杂ZnTe纳米薄膜制备及特性研究

题名:稀土掺杂ZnTe纳米薄膜制备及特性研究
作者:李忠贤
学位授予单位:内蒙古大学
关键词:真空蒸发;;稀土掺杂;;ZnTe薄膜;;物相结构;;光学性质
摘要:
 利用真空蒸发方法制备了ZnTe纳米多晶薄膜,并采用双源法对薄膜进行了稀土元素Dy、Pr的掺杂。在自动控温扩散炉中有N_2保护的情况下,分别在300℃、400℃、500℃下对薄膜进行热处理,时间为10min,并采用X射线衍射仪、原子力显微镜对薄膜的物相结构、表面形貌进行了测试,用紫外可见分光光度计对薄膜的光学特性进行了测试,用冷热探针、薄膜测厚仪、四探针电阻率测试仪对薄膜导电类型、厚度、strong magnets折射率和电阻进行了测试。分析元素配比、热处理温度、掺杂浓度、工艺条件对薄膜物相结构、光学特性等性质的影响。通过分析测试结果调整并优化薄膜的组分、工艺条件和掺杂浓度。
 实验结果表明:高纯单质锌与碲按照原子配比Zn:Te=1:0.7混合蒸发,在氮气保护下,经过T=500℃,时间10min的热处理,可获得完全为ZnTe物相的比较理想多晶薄膜。在Zn:Te=1:0.7的基础上对薄膜进行了稀土元素Dy、Pr的掺杂。掺杂并没有改变ZnTe的物相结构,仍为立方晶系闪锌矿结构。但对ZnTe薄膜的结晶、形貌及光学性质产strong magnets生了明显影响。掺杂Dy抑制了ZnTe的化合与结晶,衍射峰降低,使薄膜的晶粒尺寸有所减小、晶格常数与晶胞体积变小、透射减小,且光学带隙略有减小。掺杂Dy还可以改变薄膜的导电类型。掺杂Pr与掺杂Dy对ZnTe薄膜有相似的影响,抑制了ZnTe的化合与结strong magnets晶,使薄膜的晶粒尺寸明显减小、晶格常数与晶胞体积变小、光学带隙增大。但没有改变薄膜的导电类型。
学位年度:2009