ZnO基半导体材料的制备及其特性的综述报告.docx
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ZnO基半导体材料的制备及其特性的综述报告半导体材料在现代电子学中扮演着极为重要的角色,其中,氧化锌(ZnO)是研究和应用最广泛的半导体材料之一。ZnO晶体结构简单,电学、光学、磁学性能优异,具有较高的热稳定性和生化相容性,适合用于半导体光电器件、传感器、光电催化等领域。本报告介绍了ZnO基半导体材料的制备方法、特性及其相关技术的研究进展。一、ZnO基半导体材料的制备方法1、半导体陶瓷化学合成法采用金属碳酸盐为原料,在一定条件下进行热分解,形成ZnO陶瓷,经加工成形后,进行高温烧结得到ZnO半导体材料。2、水热合成法将Zn(OH)2沉淀物与氢氧化钠(NaOH)混合,加入稀酸溶液,维持一定温度和反应时间,并控制反应pH值,获得纳米尺寸的ZnO晶体。3、溶剂热法采用有机和无机化合物作为起始材料和溶剂,经过加热和恒温反应,获得高品质的单晶或纳米级的ZnO。4、气相传输反应法将固态Zn(OH)2置于高温反应气氛中,进行氟水合成反应获得ZnO晶体,经过表面处理可以得到高质量的单晶薄膜或纳米级粉末。二、ZnO基半导体材料的特性1、光电性质ZnO具有宽广的直接带隙(3.3eV),透明性好(透光率可达90%),高折射率和高光学倍率,对紫外光有很好的响应。因此,可用于紫外光探测、紫外光发射器、紫外激光等器件。2、电学性质ZnO具有较高的载流子迁移率和催化活性,具有良好的半导体特性。另外,ZnO在一定条件下可以为n型或p型材料,可用于太阳能电池、LED、薄膜晶体管等器件。3、磁学性质ZnO的磁学性质不强,但可以对ZnO材料进行掺杂,导致材料出现铁磁性或顺磁性。这种特性可用于制造磁性储存器件、传感器和磁性随机进入存储器。三、ZnO基半导体材料相关技术研究进展1、传感器ZnO是一种优异的气敏材料,可用于气体传感器、湿度传感器等领域。传感器的制备方法多样,其中溶胶-凝胶法、水热法及气相沉积法是较为常用的方法。2、生物医学应用ZnO具有生物相容性,同时对近红外光有良好响应,可用于治疗肿瘤、杀菌消炎等生物医学领域。一些研究表明,通过表面改性,ZnO可作为生物传感元件、药物递送载体等。3、薄膜晶体管ZnO是一种重要的半导体材料,可用于制备薄膜晶体管、集成电路、电荧光显示器等领域。在制备薄膜晶体管的过程中,通常采用物理气相沉积、分子束外延和溶液法等方法。总之,ZnO基半导体材料在电子、光电、生物医学等领域都有着广泛的应用前景和研究价值。同时,我们也不可忽视其材料制备和器件性能优化的研究,以实现与其准确物理原理相符的应用。