N摻雜ZnO納米線的制備及光學特性的Materials Studio理論計算.pdf

1、隨著科學技術的進步和發(fā)展，納米技術得到了廣泛的應用。因納米ZnO半導體材料具有獨特的物理或化學特性，近來在世界范圍內受到了研究者的普遍重視。但目前采用各種方法制備的ZnO半導體納米材料一般都呈現(xiàn)N型導電特性，ZnO材料的P型摻雜一直沒有很好的解決。一種半導體材料能達到實用化應用的基本要求是材料必須能方便的實現(xiàn)N型及P型導電特性。為了更好的利用ZnO這種新型的半導體材料，拓展ZnO半導體材料的應用領域，目前世界范圍內科研工作者都在大力研究

2、如何解決ZnO半導體材料P型摻雜改性問題，以期盡快實現(xiàn)ZnO半導體材料及器件的應用。
　　 針對此問題，本文首先在實驗上開展了N摻雜ZnO納米線的制備及光學特性的研究工作，試圖從實驗角度解決ZnO納米線的P型摻雜改性問題。在實驗的基礎上，論文還利用MS軟件，從理論的角度研究了N原子嵌入ZnO的晶體結構后，N摻雜ZnO晶體的電子能量損失譜及光學特性，從理論上計算分析了納米ZnO材料N型及P型導電特性的起因及結構中的本征缺陷對晶體結

3、構、光學特性的影響。
　　 本論文主要開展了如下工作：
　　 (1)首先介紹了納米ZnO半導體材料的晶體結構、特性及其研究發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了應用結構中的本征缺陷，并對半導體的摻雜改性技術和MS的理論計算進行了詳細的說明。
　　 (2)采用化學氣相沉積法，以ZnO(99.99％)粉末和石墨粉末(99.99％)為反應物，通入高純NH3氣體為N摻雜源，在Si(111)襯底表面制備了N摻雜取向ZnO納米線陣列。并利用實驗儀

4、器X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)對實驗結果進行表征，根據(jù)電子能量損失譜得到實驗數(shù)據(jù)。
　　 (3)本文的側重點就在于，利用Materials Studio軟件中的Materials Visualizer模塊，根據(jù)已知空間群類型、晶體結構參數(shù)和元素類型創(chuàng)建了ZnO晶體結構，并利用CASTEP模塊對N摻雜ZnO晶體模型進行了理論計算，得到了N摻雜后ZnO晶體模型的電子能量損失譜及光學特性，并將實驗得到的N摻雜ZnO納