LB法制备ZnO和MgxZn1-xO薄膜及其光学性能研究

摘要

采用LB技术在石英衬底上制备出ZnO薄膜以及MgxZn1-xO薄膜，研究了ZnO及MgxZn1-xO薄膜的成膜条件和拉膜条件，并对制备的ZnO及MgxZn1-xO薄膜进行了X射线衍射分析（XRD）、紫外-可见光谱（UV-Vis）分析及原子力显微镜（AFM）的表征。对不同层数及不同Mg掺杂量对MgxZn1-xO光学性能的影响进行了探讨。
　　通过LB膜技术，确定了较佳的亚相浓度，滑障速度，铺展液的静置时间，铺展量；在适宜的转移膜压、基片向上提拉速度、向下浸入速度，可获得转移比在1.0附近，性能稳定的硬脂酸/ZnO复合LB膜。在此基础上确定了亚相浓度，滑障速度，铺展液的静置时间，铺展量等较佳的MgxZn1-xO薄膜的成膜条件；转移膜压，基片向上提拉速度，向下浸入速度等拉膜条件，获得转移比在1.0附近，性能稳定的硬脂酸/MgxZn1-xO复合LB膜。
　　通过热处理，获得了ZnO和MgxZn1-xO粉体及超薄膜。采用X射线衍射（XRD）检测其结晶状态，并通过紫外-可见光谱（UV-Vis）对复合LB膜的层间重叠情况进行了考查。ZnO及MgxZn1-xO复合LB膜及超薄膜的表面形貌及粒子覆盖度等信息，则通过原子力显微镜（AFM）进行了检测。采用PL光谱研究了不同层数和Mg掺杂量对ZnO及MgxZn1-xO薄膜光学性能的影响。掺入Mg后，薄膜的结晶质量提高。随着Mg的掺杂量x的增加，MgxZn1-xO薄膜的紫外发射强度增大；当x≥0.4时，紫外发射峰强度减小。在Mg掺杂量一定的情况下，随着提拉层数的提高，紫外发射峰的强度也会随之增加。

目录

LB法制备ZnO和MgxZn1-xO薄膜及其光学性能研究

PREPARATION OF ZnO AND MgxZn1-xO THIN FILMS BY LANGMIUR-BLODGETT TECHNIQUE AND THE RESEARCH OF THE OPTICAL PROPERTIES

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 ZnO粒子及薄膜的研究进展

1.3 掺杂ZnO粒子及薄膜的研究进展

1.4 LB技术及组装纳米粒子的研究现状及进展

1.5 课题主要研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验仪器与药品

2.2 溶胶及粉体的制备

2.3 薄膜的制备

2.4 表征与测试方法

第3章 ZnO LB膜的制备与表征

3.1 前 言

3.2 硬脂酸/ZnO成膜工艺参数的确定

3.3 硬脂酸/ZnO拉膜过程工艺参数的确定

3.4 ZnO超薄膜的制备

3.5 复合膜LB膜及ZnO超薄膜的表征

3.6 本章小结

第4章 MgxZn1-xO LB膜的制备与表征

4.1 前 言

4.2 硬脂酸/ Mg0.2Zn0.8O成膜工艺参数的确定

4.3 硬脂酸/Mg0.2Zn0.8O拉膜过程工艺参数的确定

4.4 Mg0.2Zn0.8O超薄膜的制备

4.5 复合LB膜及Mg0.2Zn0.8O超薄膜的表征

4.6 本章小结

第5章 ZnO及MgxZn1-xO薄膜的光学性能研究

5.1 前 言

5.2 薄膜的光学性能

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢