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Ti掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究 被引量：5
1
作者 曲灵丰 侯清玉 +1 位作者 许镇潮 赵春旺 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第15期180-188,共9页
在掺杂量为1.04 at%-1.39 at%的范围内,Ti掺杂ZnO体系吸收光谱分布和电导率的实验结果存在争议均有文献报道,但是,迄今为止,对此未有合理的理论解释.为了解决存在的争议,本文采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U的方... 在掺杂量为1.04 at%-1.39 at%的范围内,Ti掺杂ZnO体系吸收光谱分布和电导率的实验结果存在争议均有文献报道,但是,迄今为止,对此未有合理的理论解释.为了解决存在的争议,本文采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U的方法,用第一性原理构建了两种不同掺杂量Zn_(0.9792)Ti_(0.0208)O和Zn_(0.9722)Ti_(0.0278)O超胞模型,所有模型在几何结构优化的基础上,对能带结构分布,态密度分布和吸收光谱分布进行了计算.计算结果表明:在本文限定的掺杂量范围内,Ti掺杂量越增加,掺杂体系体积越增加,体系总能量越升高,体系稳定性越下降,形成能越升高,掺杂越难,掺杂体系布居值减小,Ti-O键长变长,共价键减弱,离子键增强,所有掺杂体系均转化为n型化简并半导体;掺杂体系带隙越变宽,吸收光谱蓝移越显著,电子有效质量越增加,电子浓度越增加,电子迁移率越减小,电子电导率越减小,掺杂体系导电性能越差.计算结果与实验结果相符合.对存在的问题进行了合理的理论解释.对Ti掺杂ZnO光电功能材料的设计和制备有一定的理论指导作用. 展开更多
关键词 ti掺杂zno 吸收光谱分布 电导率 第一性原理
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Ti掺杂ZnO纳米薄膜的微结构/生长取向程度及其光致发光特性研究 被引量：2
2
作者 马书懿 刘静 +2 位作者 赵强 张小雷 李发明 《西北师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第3期34-39,共6页
采用射频(RF)反应磁控溅射技术在Si衬底上分别制备了具有(100)方向生长的ZnO薄膜和Ti掺杂ZnO薄膜(ZnO∶Ti).利用X射线衍射(XRD)和光致荧光发光(PL)表征技术,研究了不同Ti掺杂浓度对ZnO薄膜微观结构和光学性能的影响.结果显示,Ti掺杂前后... 采用射频(RF)反应磁控溅射技术在Si衬底上分别制备了具有(100)方向生长的ZnO薄膜和Ti掺杂ZnO薄膜(ZnO∶Ti).利用X射线衍射(XRD)和光致荧光发光(PL)表征技术,研究了不同Ti掺杂浓度对ZnO薄膜微观结构和光学性能的影响.结果显示,Ti掺杂前后ZnO薄膜都具有六角纤锌矿结构,同时均表现出沿(100)方向的择优生长特性;掺入2%Ti元素后薄膜的织构系数Tc(100)明显增加,表明Ti的掺入对ZnO薄膜的结晶取向程度有一定影响.与未掺杂的ZnO薄膜相比,ZnO∶Ti薄膜的衍射峰发生宽化且峰强减小,薄膜的结晶质量下降.改变Ti的掺杂量,发现Si衬底上制备的薄膜发光强度和发光峰位随掺杂浓度发生相应的改变. 展开更多
关键词 ti掺杂zno薄膜 射频反应磁控溅射 X射线衍射 光致发光
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钛铝共掺杂氧化锌和钛掺杂氧化锌透明导电薄膜的制备与性能对比研究 被引量：2
3
作者 刘汉法 郭庆生 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1151-1155,共5页
利用直流磁控溅射法,在相同实验条件下成功沉积出了钛掺杂氧化锌(TZO)透明导电薄膜和钛铝共掺杂氧化锌(TAZO)透明导电薄膜,并对两种薄膜的结构、应力和光电性能进行了对比研究。结果表明:两种薄膜均为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构... 利用直流磁控溅射法,在相同实验条件下成功沉积出了钛掺杂氧化锌(TZO)透明导电薄膜和钛铝共掺杂氧化锌(TAZO)透明导电薄膜,并对两种薄膜的结构、应力和光电性能进行了对比研究。结果表明:两种薄膜均为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构多晶薄膜;TAZO薄膜的导电性能优于TZO薄膜,100 W溅射功率下制备的TZO薄膜的电阻率具有其最小值5.17×10-4Ω.cm,而相同功率下TAZO薄膜的电阻率为3.88×10-4Ω.cm;同时TAZO薄膜的光学性能也优于TZO薄膜,所有TAZO薄膜样品的可见光透过率均大于91%,而TZO薄膜的可见光透过率均大于85%。 展开更多
关键词 TZO薄膜 TAZO薄膜 磁控溅射 光电性能 应力
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柔性PET衬底上低温制备TZO透明导电薄膜 被引量：3
4
作者 刘汉法 张化福 袁长坤 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期784-788,共5页
利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌透明导电薄膜(TZO)。通过X射线衍射和扫描电镜等表征方法对薄膜结构和特性进行测试分析,研究了靶与衬底之间的距离(靶基距)对TZO薄膜表面形貌、结构、力学、电学和光... 利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌透明导电薄膜(TZO)。通过X射线衍射和扫描电镜等表征方法对薄膜结构和特性进行测试分析,研究了靶与衬底之间的距离(靶基距)对TZO薄膜表面形貌、结构、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,实验制备的柔性TZO透明导电薄膜为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;靶基距对PET衬底上的柔性TZO薄膜的性能有较大的影响。随着靶基距从42 mm增大到70 mm,薄膜的生长速率由22.46 nm/min降低到6.92 nm/min;薄膜的电阻率先由55.99×10-4Ω.cm快速减小到5.34×10-4Ω.cm后略有增大并趋稳,5.34×10-4Ω.cm为最小电阻率,其靶基距为52 mm;70 mm靶基距时样品薄膜应力最小,为0.4914 GPa;所有样品的可见光区平均透过率都高于90.97%。 展开更多
关键词 柔性TZO薄膜 透明导电薄膜 应力 靶基距
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