全文总字数：5515字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

半导体氧化物纳米结构材料因为其优异的电、光及场的发射特性，在光学、光电、催化、压电等领域有新颖独特而重要的应用。zno是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族直接宽禁带半导体氧化物，因其具有优异的化学与热稳定性、并且其熔点与热导率高、介电常数小、载流子迁移率大、击穿电压高，并且zno一维纳米结构具有极大的场增强因子，因而在短波光电器件中有广阔的应用前景。对zno纳米结构材料的制备、性能、生长机理及发光特性的研究不论在科研还是实际应用方面都具有重要的意义。

本课题的目的在于研究zno的紫光发光现象，为制备zno基的短波长发光器件奠定基础；通过前期实验了解衬底温度、氧分压、沉积速率等对zno纳米晶薄膜的结构与光学性质的影响，然后在优化的条件下制备出具有最佳紫光发射性能的zno薄膜，着重于对zno纳米薄膜的紫光发射的机理、影响因素及其不同衬底温度下的特性的研究。

国内外研究现状

利用纳米zno作为场发射阴极材料以此提高场发射的阴极发射性能的研究已成为国际真空微电子学领域最热门、最前沿的研究课题。近十年来，由于光信息技术的发展，紫外短波光电器件成为研究的热点，zno由于在紫外波段受激发射而成为一种重要的光电材料，受到极大重视。近来有报道称mg离子等能够对zno进行有效掺杂，并且产生可视的黄光荧光。另外，采用第一性原理赝势计算方法的研究表明，zn的4s态决定导带底的位置，mg的掺入使zn的4s态向高能端的偏移是导致带隙宽度增大的根本原因[1，2]。除了黄光发射，zno还可以发射紫光、绿光和红光，而目前对于zno的可见光发射机制还没有统一的认识。

2. 研究的基本内容

（1）通过前期实验，掌握zno材料的电子束蒸发制备程序，了解衬底温度、氧分压、沉积速率等对zno纳米晶薄膜的结构与光学性质的影响，为正式研究制备zno薄膜奠定基础；

（2）在前期实验的基础上，采用电子束蒸发在不同衬底温度下制备zno纳米晶薄膜；

（3）利用x射线衍射分析样品的晶体结构，利用电子显微镜观察样品的形貌，利用x射线散射光电子能谱确定样品的组分，采用荧光光谱仪分析发光性质，采用椭偏仪测量折射率等；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2015年12月—2016年1月中旬

查阅文献，进行调研，了解本课题的最新研究进展。

2016年1月中旬—2016年2月上旬

4. 参考文献

[1]靳锡联,娄世云，孔德国，等. 物理学报，2006,55:4809

[2]熊稳,赵铧. 物理学报，2007,56:1061

[3] king s l,gardeniers j g e,boyd i w.appl surf sci，