在氧化锌的一些p型掺杂候选中发现Cu和N。众所周知,Cu可以根据其化学环境显示+1和+2氧化态。 Cu在氧化锌中的作用不同于其他掺杂剂,如Mn,Co和Bi,Pr等。当在Zn位置取代时,通过使化合价为+1,Cu可以作为受体。此外,它还取决于Cu浓度和生长温度。 Cu +(98μm)和Cu2 +(80μm)离子的半径与Zn 2+离子的半径相似(83μm)。 Cu扩散到氧化锌中可能形成复杂的中心。 Cu原子可能在氧化锌晶格中替代Zn原子取代(CuZn)或间隙(Cui),产生结构变形,从而显着影响氧化锌的电学,化学,结构和光学性质。在我们早期的研究中,我们已经报道了氧化锌的结构和光学性质对各种缺陷和外部杂质如Li和Al的依赖性。对于氮掺杂,所有研究人员都优选来自NH3的原子氮,后沉积退火或通过共掺杂法(Ga / Al)。
尽管在文献中已经报道了原子氮对氧化锌的电学性质的影响的几项研究,但纯氮气对其的影响很少。事实上,主要原因是N2分子高度稳定,反应性低于O2。在本研究中,氧化锌薄膜和5wt。%Cu掺杂的氧化锌(CZO)薄膜通过喷雾热解法沉积在硼硅酸盐玻璃基板上,并研究了N2气对其导电性能的影响。
4氧化锌板的磁性
已知体积氧化锌是非磁性材料。然而,当氧化锌为非常薄的板形状时,氧化锌的电子带结构严重变形,其尺寸沿c轴减小到几纳米,同时保持体积尺寸在其他两个维度上。由此推断化学合成的氧化锌纳米板即使在室温下也表现出磁性。第一原理计算表明,Zn(3d)和O(2p)轨道形成的扭曲带内的自旋分布越来越不对称,氧化锌纳米板的厚度减小,这是对未来观察到的磁性的重要依据之一。相比之下,沿着氧化锌晶体的a轴或b轴减小尺寸对于沿c轴生长的氧化锌纳米线不产生任何磁性,这表明由大的极性表面产生的内部电场纳米板可能构成了薄氧化锌纳米板的变形电子的结构。