氧化鋅微晶玻璃的制備及其光學性能研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種新型的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶半導體材料。由于其獨特的光學、電學性能而被認為是第三代半導體材料中最有發(fā)展前景的材料，在光電領域備受關注。另一方面，透明半導體微晶玻璃由于兼具玻璃和其中的晶體的各種優(yōu)異性質(zhì)，且成本低廉，在光電領域也有很好的應用前景。但目前對ZnO材料的研究主要集中在晶態(tài)的薄膜、塊體和粉末上，對ZnO微晶玻璃的研究還很少。本課題研究ZnO微晶玻璃的制備及其發(fā)光性能，為ZnO材料在光電領域的應用提供一條新的思路。<

2、br>　　首先采用熔融法，制備了一系列無色透明的ZnO玻璃，并通過后續(xù)熱處理獲得了ZnO微晶玻璃。通過透過光譜、X射線衍射、紅外光譜、透射電子顯微鏡和發(fā)射光譜等手段研究了三價離子Al3+和B3+的種類、Si/Al比、ZnO含量等玻璃組分對ZnO微晶玻璃的微觀結(jié)構和光學性能的影響，發(fā)現(xiàn):(1)含Al3+的玻璃在熱處理后得到了只含ZnO納米晶體的微晶玻璃，其晶粒尺寸在10nm左右，微晶玻璃在可見光區(qū)依然保持著較高的透過率。玻璃中[ZnO6]

3、的含量是能否形成ZnO微晶玻璃的關鍵。隨著熱處理溫度的提高，缺陷發(fā)光強度下降;(2)當Si/Al為2時玻璃在熔融的過程中產(chǎn)生分相，當Si/Al為6時在熱處理后出現(xiàn)了ZnSi2O4晶相;(3)在固定的Si/Al比下，隨著ZnO含量的提高，當ZnO含量達到40mol％時在熱處理前玻璃網(wǎng)絡中就出現(xiàn)了ZnO晶體。
　　在ZnO微晶玻璃中摻雜稀土離子Er3+與Eu3+，發(fā)現(xiàn)樣品在熱處理后出現(xiàn)了新的發(fā)光峰，說明在ZnO納米晶粒與稀土離子之間產(chǎn)