还剩3页未读,继续阅读
文本内容:
稀土掺杂氮化镓纳米粉溶胶—凝胶制备及发光机理研究【摘要】与主导微电子产业的Ge、Si、GaAs、GaP等半导体相比具有优异性能的氮化镓GaN材料已成为当前最受重视的III-V族化合物半导体材料之一在微电子、光电子、通讯领域具有广阔的应用前景由于稀土掺杂半导体材料的光谱范围可以从紫外光、可见光一直延伸到近红外光范围直接宽带隙的GaN材料非常有利于稀土离子的掺杂发光且稀土掺杂GaN材料所制备的发光器件具有高亮度、长寿命、单色性好等优点[1-8]因此本文的主要研究目标是制备本征及Pr、__、La等稀土元素掺杂的GaN粉末并通过与理论计算结果的对比研究其发光性能的变化本文在介绍GaN材料和稀土元素性质的基础上分析了制备GaN材料技术的优缺点、影响性能的因素杂质和缺陷选用氧化镓为镓源、稀土氧化物为杂质源柠檬酸为络合剂利用成本低、易操作、掺杂均匀的溶胶-凝胶技术制备出未掺杂和稀土掺杂的纳米GaN粉体利用X射线衍射、傅立叶红外光谱、光致发光谱对所制备的粉体进行微观晶体结构和光学性能的表征分析研究了各工艺条件对粉体质量的影响、掺杂对能带结构和光学性能的影响同时从理论上利用第一性原理的密度泛函理论选用MS软件分析研究了... 更多还原【Abstract】ComparingwithGeSiGaAsandGaPGaNwhichhasex__llentperfor__n__hasbecomethemostvaluedIII-Vclancompoundsemiconductor__terialsithaswideapplicationintheareaofmicroelectronicsoptical-electronicsandcommunications.Thespectrumofrareearthdopedsemiconductorsextendfromultr__ioletlightvisiblelightuntiltonearinfraredlightthewidebandgapGaN__terialsareverybeneficialtolumines__n__ofrareearthionsdopingandthedevi__sofrareearthdopingGaN... 更多还原【关键词】GaN纳米材料http://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=GaN%e7%ba%b3%e7%b1%b3%e6%9d%90%e6%96%99\t_blank;溶胶-凝胶法http://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=%e6%ba%b6%e8%83%b6-%e5%87%9d%e8%83%b6%e6%b3%95\t_blank;稀土掺杂http://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=%e7%a8%80%e5%9c%9f%e6%8e%ba%e6%9d%82\t_blank;光学性质http://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=%e5%85%__%e5%ad%a6%e6%80%a7%e8%b4%a8\t_blank;【Keywords】GaNnano__terialshttp://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=GaN+nano+__terials\t_blank;Sol-Gelhttp://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=+Sol-Gel\t_blank;rareearthdopedhttp://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=+rare+earth+doped\t_blank;opticalpropertieshttp://___.cnki.net/kcms/detail/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20search.aspxdbcode=CMFDsfield=kwskey=+optical+properties\t_blank;摘要3-4Abstract4引言9-11第一章绪论11-
201.1GaN的研究现状11-
131.
1.1GaN薄膜的研究发展与现状11-
121.
1.2GaN粉体的研究发展与现状
121.
1.3GaN材料的应用研究现状12-
131.2GaN材料的制备13-
161.
2.1薄膜制备方法13-
151.
2.
1.1分子束外延MBE
141.
2.
1.2金属有机物化学气相沉积MOCVD
141.
2.
1.3氢化物气相外延HVPE14-
151.
2.2GaN粉体的制备15-
161.
2.
2.1沉淀法
151.
2.
2.2水热法15-
161.
2.
2.3微乳液法
161.3溶胶-凝胶法Sol-Gel16-
181.
3.1溶胶-凝胶法的化学过程17-
181.
3.2溶胶-凝胶法的特点
181.4本论文研究内容18-20第二章稀土掺杂GaN的基础理论20-
242.1GaN材料的相关性质20-
212.
1.1GaN的基本结构
202.
1.2GaN的相关性质20-
212.2稀土的性质21-
222.
2.1稀土元素的性质21-
222.
2.2稀土改性机理
222.3稀土掺杂GaN的性质分析22-
242.
3.1GaN的发光性质22-
232.
3.2稀土掺杂GaN的发光性质23-24第三章GaN材料的第一性原理计算24-
353.1从头计算方法abinitio24-
253.2密度泛函理论DFT25-
263.
2.1Hohenberg-Kohn定理
253.
2.2局域密度近似LDA25-
263.3CASTEP软件介绍26-
283.
3.1CASTEP软件的主要功能26-
273.
3.2CASTEP软件的使用方法27-
283.4本征GaN晶体材料的计算28-
313.5稀土离子掺杂GaN材料的计算31-
343.6本章小结34-35第四章溶胶-凝胶法制备GaN粉体35-
524.1实验准备及注意事项35-
374.2样品的制备37-
434.
2.1样品制备方案37-
384.
2.2样品表征方案38-
394.
2.
2.1X射线衍射XRD
384.
2.
2.2傅立叶红外光谱分析FTIR38-
394.
2.
2.3光致发光谱PL
394.
2.3材料制备过程39-
434.
2.
3.1本征GaN粉体的制备40-
414.
2.
3.2稀土掺杂GaN粉体的制备41-
434.3样品表征的结果与讨论43-
514.
3.1预处理产物的分析
434.
3.2柠檬酸及pH值对GaN的影响43-
454.
3.3退火温度对GaN的影响45-
474.
3.4不同稀土掺杂的分析47-
494.
3.5GaN发光谱的分析49-
514.4本章小结51-52第五章本文主要结论52-54____。