PDF《纳米 ！＂# 和 复合薄膜的光学性质研究 ！》

纳米 !"# 和 复合薄膜的光学性质研究! 袁宁一 何泽军 赵常宁 李峰周懿李金华 (江苏工业学院数理学院, 常州 !"#"$%) (!&&' 年'月"$ 日收到;

!&&' 年"" 月(日收到修改稿) 通过溶胶凝胶 法分别在玻璃衬底上制备了 /01 纳米薄膜和 /01,231! 纳米复合薄膜, 并利用紫外,可见 光分光光度计对薄膜的光学性能进行了分析4 可见光,紫外透射谱显示, 随着 /01 溶胶浓度从 &5' 6*+78 降低到 &5&&$ 6*+78, 制备的 /01 薄膜从只出现一个 #9&

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06 (对应的光学禁带宽度为 #5'$ .:) 左右各出现一个吸收边, 并且随着 /01 溶胶浓度的降低, 在#9&―#!&

06 波段 内的透过率明显提高4而/01,231! 复合薄膜只在 #"&

06 左右出现一个吸收边4 231! 的包覆宽化了 /01 的禁带宽度, 包覆后的禁带宽度可达到 #59' .:4 关键词:纳米 /01,/01,231! 复合薄膜,溶胶凝胶法,透射率 ()**:'9%&,'#$&;

!江苏省自然科学基金 (批准号: 资助的课题4 "5 引言/01 作为一种直接带隙的宽禁带半导体材料, 在室温下其禁带宽度为 #5#' .:, 并且激子束缚能高 达$& 6.:, 因此可以实现室温下的激子发射, 产生 近紫外的短波发光4它在制备短波光电器件 (如紫外 探测 器、 紫外激光器等) 方面具有特殊的优越性["―#] 4/01 纳米粒子还具有体材料所不具备的表 面效应、 量子尺寸效应和隧穿效应, 从而产生了许多 优异的光、 电、 磁等方面的性质, 在太阳电池、 图像处 理、 传感器、 催化剂、 表面声波、 透明电极等方面具有 广泛的应用4 纳米 /01 随着粒度的减少, 它的表面 效应和量子尺寸效应越来越明显4因此, 对它光学性 能方面的研究也越来越受到了人们的重视4近年来, 在231! 基体中制备 /01 纳米颗粒的研究表明, 相比 于/01 体材料, /01,231! 不仅具有更强的紫外发光 能力, 而且还具有优异的非线性光学特性、 饱和吸收 率和光学双稳特性 [%―"&] 4本文采用溶胶凝胶 法在玻璃衬底上制备了纳米 /01 和/01,231! 薄膜4 对薄膜的光学性质进行了研究, 并分析了溶胶凝胶 法的制备条件对薄膜光学性质的影响4 !5 样品制备 采用溶胶凝胶法在玻璃衬底上生长 /01 和/01,231! 纳米复合薄膜4 '+,+ 配胶取%5> 6+ 正硅酸乙酯 (?@12) 溶液按 "A"& 的比 例用无水乙醇稀释至 >& 6+4 陈化 >―9 B 后, 形成无 色透明的 231! 溶胶 C;

取&5!''" - ("5!> D "&E # 6*+) 分析纯的醋酸锌 (/0 (CF) !・!G! 1) 粉末和 &5&>!" - ("5!> D "&E # 6*+)氢氧化钠 (HI1G) 块体溶于 >& 6+ 的无水乙醇中, 用玻璃棒搅拌 #& 630, 形成 /01 乙醇 溶液4刚配好的溶液有些浑浊, 过滤后陈化 # B, 形成 略显乳白色的 /01 溶胶 ' (&%) 7!>#',&$ 物理学报CJ?C KGL2MJC 2MHMJC :*+4>', H*4%, CNO3+, !&&9 ! " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " !&&9 JP304KPQ)4 2*F4 为!"!" #) 对所用衬底载玻片的表面进行清洗和亲 水处理, 然后涂胶$ 匀胶转速为 时间为 , -;

甩胶转速为 时间为 #& -$ !"#" 退火处理 利用快速退火炉在空气气氛中对薄膜进行退火 处理$第一种退火条件是在 !%& /下退火 % )*+, 然 后在 #%& /下退火 !& )*+;

第二种退火条件是在 !%& /下退火 % )*+, 然后在 #%& /下退火 !& )*+, 最后 在.&& /下再退火 !& )*+$ 在衬底上每涂一层溶胶 后即进行一次退火处理, 如此反复涂