微波辅助烧结Al掺杂ZnO陶瓷的缺陷和光学性能研究

摘要：

采用微波辅助烧结法在空气气氛中以1100℃烧结20 min制备出不同Al2 O3掺杂量(摩尔分数0％～6％)的ZnO陶瓷.通过XRD、SEM、霍尔实验、UV-Vis光谱、Raman光谱、PL光谱的表征,研究了Al2 O3掺杂量的变化对微波辅助烧结ZnO陶瓷的物相结构、微观组织、电学性能、光学性能的影响.实验结果表明,Al2 O3掺杂并没有改变ZnO陶瓷的六方纤锌矿结构,随着Al2 O3掺杂量的增加,在ZnO晶界处逐渐形成ZnAl2 O4尖晶石相,ZnO晶粒尺寸逐渐减小;微波辅助烧结所制备ZnO陶瓷的室温电阻率和光学带隙随Al2 O3掺杂量的增加呈先减小后增加的趋势;当Al2 O3掺杂量为摩尔分数4％时,所制备ZnO陶瓷的综合性能最好,样品的室温电阻率为1783Ω·cm,光学带隙为3.04 eV;随着Al2 O3掺杂量的增加,AlZn施主缺陷和深能级缺陷浓度增加,所制备ZnO陶瓷的Raman特征峰强度减弱,PL发光峰强度则呈现增强的趋势.AlZn缺陷的产生有助于载流子浓度的增加和杂质带的形成,从而改善微波辅助烧结所制备ZnO陶瓷的电学性能和光学性能.

关键词：ZnO陶瓷、Al2O3掺杂、微波辅助烧结、缺陷、光学性能

所属期刊栏目：41

分类号：TM283(电工材料)

资助基金：国家自然科学基金51302215

在线出版日期：2022-05-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：356-361