新型氧化锌基光电材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蒋大勇 著

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• 光电材料
• 新型材料
• 半导体
• 光物理
• 材料科学
• 纳米材料
• 薄膜技术
• 器件物理
• 发光材料

店铺： 天泰尚图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111446941

商品编码：29643308536

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：新型氧化锌基光电材料

定价：28元

作者：蒋大勇

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787111446941

字数：

页码：103

版次：1

装帧：平装

开本：16

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《新型氧化锌基光电材料》介绍了新型氧化锌基光电材料的制造工艺和应用状况。《新型氧化锌基光电材料》主要对MSM结构ZnO肖特基型紫外光电探测器、可见盲与太阳盲MgZnO紫外光电探测器、n-ZnO/p-NiO异质结、高温高压下MgZnO的制备、高温高压下ZnO低阻透明陶瓷的制备、高温高压下p型ZnO陶瓷的制备、Sn掺杂ZnO纳米线和Sn、Mn共掺杂等进行了深入的分析和探讨。《新型氧化锌基光电材料》可供从事新型ZnO基光电材料研究、开发、生产的科技工作者以及相关专业的本科生、研究生阅读参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《新型氧化锌基光电材料》 一、 材料概述与研究背景 在现代科技飞速发展的浪潮中，光电材料以其在能源转换、信息存储、显示技术以及传感器等领域的关键作用，成为学术界和工业界的研究热点。氧化锌（ZnO），作为一种性能优异的宽禁带（Eg ≈ 3.37 eV）半导体材料，因其独特的物理化学性质，如良好的光学透过性、高载流子迁移率、以及在紫外区域的强烈激子发光等，为开发新一代光电器件提供了坚实的基础。 长期以来，氧化锌及其衍生物在光电器件中的应用研究取得了显著进展。然而，随着技术的不断演进，传统氧化锌材料在某些方面的性能瓶颈逐渐显现，例如激子结合能的优化、发光效率的提升、以及对特定波长光照的响应灵敏度等。这些挑战促使研究人员不断探索新型氧化锌基光电材料，旨在突破现有技术的局限，实现更高性能、更广泛应用的光电器件。 本书《新型氧化锌基光电材料》正是应时代需求而生，它并非简单罗列现有氧化锌材料的性质，而是着眼于“新型”二字，深入探讨如何通过材料设计、结构调控、组分优化以及复合化等手段，赋予氧化锌材料以全新的、更优越的光电性能。本书旨在全面、深入地介绍当前在氧化锌基光电材料领域取得的最新研究成果和前沿技术，为相关领域的科研人员、工程师以及对该领域感兴趣的学生提供一份详实的参考资料。 二、 材料的制备与表征技术 本书首先将系统性地介绍各种新型氧化锌基光电材料的制备方法。这包括但不限于： 薄膜制备技术： 详述脉冲激光沉积（PLD）、磁控溅射（MS）、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）等主流薄膜生长技术在制备高质量氧化锌基薄膜中的应用，重点关注如何通过工艺参数的优化（如基底温度、反应气体压强、沉积速率等）来控制薄膜的结晶度、表面形貌以及载流子浓度。 纳米结构制备技术： 深入探讨一维纳米结构（如纳米线、纳米棒、纳米带）、二维纳米结构（如纳米片、纳米盘）以及零维纳米结构（如量子点）的合成方法，包括水热/溶剂热法、模板法、蒸发-冷凝法、以及自组装技术。重点分析不同制备方法对纳米结构形貌、尺寸以及光学和电学特性的影响。 复合材料制备： 介绍如何通过将氧化锌与其他半导体材料（如CdS、TiO2、Ga2O3）、金属纳米粒子、碳材料（如石墨烯、碳纳米管）或聚合物进行复合，来协同提升材料的光电性能。详细阐述复合过程中界面工程、量子尺寸效应以及异质结形成等关键因素。 掺杂与缺陷工程： 详细阐述通过引入不同元素（如Mg, Al, In, Ga, N, F等）进行掺杂，或通过控制氧空位、金属间隙等缺陷浓度，来调节氧化锌的能带结构、载流子类型和浓度，从而优化其导电性和光学性质。 在材料制备的基础上，本书将系统性地介绍用于表征这些新型氧化锌基光电材料的先进技术，以全面理解其结构、光学和电学特性： 结构表征： X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等，用于分析材料的晶体结构、微观形貌、纳米尺寸和表面粗糙度。 化学组分与电子态表征： X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、能量色散X射线谱（EDX）等，用于确定材料的化学组分、元素价态以及表面化学环境。 光学性能表征： 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光致发光光谱（PL）、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等，用于研究材料的吸收特性、发光机制、激子行为、光学带隙以及声子散射。 电学性能表征： 霍尔效应测量、四探针法、开尔文探针力显微镜（KPFM）等，用于测量材料的载流子浓度、迁移率、电阻率、功函数以及表面电势分布。 光电性能关联分析： 结合多种表征手段，深入分析材料的结构、化学状态与光电性能之间的内在联系，揭示影响器件性能的关键因素。 三、 新型氧化锌基光电材料的设计理念与性能优化 本书的核心内容将聚焦于“新型”氧化锌基光电材料的设计理念和性能优化策略。我们将从多个维度深入探讨： 宽禁带调控与紫外光电器件： 固溶体材料： 深入研究MgZnO、ZnMgO等固溶体材料的制备与性能，通过调节Mg的含量来有效调控其光学带隙，使其适用于深紫外（DUV）光电探测器、紫外LED以及紫外激光器的研发。 纳米结构工程： 探讨通过控制ZnO纳米结构（如纳米线、纳米片）的尺寸和形貌，实现其光学带隙的量子尺寸调控，从而使其对特定紫外波段的光敏感。 缺陷工程与导电性增强： 分析氧空位、金属间隙等固有缺陷对ZnO导电性的影响，并研究通过掺杂或热处理等方法，精确控制缺陷浓度，以优化载流子浓度和迁移率，提高导电性能。 发光性能的提升与全色发光： 激子发光增强： 探讨通过钝化表面缺陷、引入钝化层（如Al2O3、SiO2）或构筑ZnO/ZnMgO超晶格结构，来抑制非辐射跃迁，显著提升ZnO的紫外激子发光效率。 可见光发光调控： 深入研究ZnO中氧空位、金属间隙等缺陷与可见光发光（绿光、黄光等）的关联，探索通过精确控制缺陷类型和密度，实现ZnO基可见光发光材料的设计，并进一步研究其在LED和显示领域的应用潜力。 掺杂诱导发光： 介绍通过引入稀土元素（如Eu, Tb, Dy）或过渡金属元素（如Mn, Fe）掺杂，实现ZnO的特征发光，构建高效的掺杂发光材料，为开发彩色LED提供新的途径。 载流子传输与高效光电器件： 高迁移率沟道材料： 深入研究ZnO纳米线、纳米带等低维结构在场效应晶体管（FET）中的应用，重点关注如何通过优化生长条件、表面修饰和栅介质设计，实现高载流子迁移率，提升器件的开关比和响应速度。 透明导电氧化物（TCO）的改进： 探讨新型掺杂体系（如In-Ga-Zn-O, IGZO；Al-doped ZnO, AZO）在透明导电薄膜方面的性能提升，以及其在薄膜太阳能电池、触摸屏和OLED中的应用。 异质结与p型ZnO研究： 深入分析ZnO基异质结（如ZnO/GaN, ZnO/Si）的界面特性和载流子传输机制，以及开发稳定的p型ZnO材料面临的挑战与可能的解决方案，为构建高性能光电器件奠定基础。 复合材料的协同效应与多功能化： ZnO/聚合物复合材料： 介绍将ZnO纳米结构与导电聚合物（如PEDOT:PSS）或光敏聚合物复合，用于柔性光电器件、光电传感器和光伏电池。分析界面电荷转移和能量转移过程。 ZnO/碳材料复合材料： 探讨ZnO与石墨烯、碳纳米管的复合，利用碳材料优异的导电性和大的比表面积，提升ZnO基光电器件的载流子收集效率和光催化活性。 ZnO/其他半导体复合材料： 研究ZnO与TiO2、CdS、WS2等半导体的异质结构建，利用能带失配形成内建电场，促进光生载流子的分离和传输，提高光电转换效率。 四、 新型氧化锌基光电材料的应用前景展望 本书的最后部分将着眼于未来，深入探讨新型氧化锌基光电材料在各个领域的广阔应用前景： 高性能光电器件： 紫外光电探测器： 介绍基于ZnO纳米结构和固溶体的宽谱、高响应、高灵敏度紫外光电探测器的设计和制备，其在光通信、火焰探测、环境监测等领域的应用。 LED和激光器： 展望基于新型ZnO基材料的高效紫外/可见光LED和激光器的发展，包括全色LED和深紫外激光的实现。 薄膜太阳能电池： 讨论ZnO基透明导电薄膜和缓冲层在薄膜太阳能电池（如CIGS、CdTe、有机太阳能电池）中的作用，以及开发新型ZnO基光伏材料的潜力。 传感器技术： 气体传感器： 探讨ZnO纳米结构在气体传感器中的应用，利用其对特定气体分子的吸附和催化作用，实现对有毒有害气体的灵敏检测。 生物传感器： 研究将ZnO材料与其他生物识别元件（如酶、抗体）结合，开发高灵敏度和选择性的生物传感器，用于疾病诊断和环境监测。 压力和力传感器： 介绍利用ZnO压电效应和纳米结构，开发高灵敏度的压电纳米发电机和力传感器。 柔性与可穿戴电子设备： 柔性显示： 探讨ZnO基薄膜材料在柔性显示屏中的应用，如柔性LED、OLED和电子纸。 可穿戴传感器： 介绍将ZnO基光电器件集成到可穿戴设备中，实现对生理信号、环境参数的实时监测。 其他新兴应用： 光催化： 探讨ZnO基材料在光催化降解污染物、水分解制氢、二氧化碳还原等绿色能源和环境保护领域的应用。 信息存储： 研究ZnO基材料在非易失性存储器和光存储介质方面的潜力。 结论 《新型氧化锌基光电材料》一书，旨在系统性地梳理和介绍这一前沿研究领域的核心进展。通过对材料的制备、表征、设计理念、性能优化以及未来应用的全面阐述，本书期望能够激发更多研究者对氧化锌基光电材料的兴趣，推动该领域的研究向更深入、更广泛的方向发展，并最终为人类社会在能源、信息、环境和健康等多个领域带来革命性的技术进步。本书内容严谨，逻辑清晰，力求为读者提供一份全面、深入、前瞻性的专业参考。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本厚厚的《新型氧化锌基光电材料》，我首先被其严谨的学术气息所震撼，但阅读几页后，我不得不承认，这本书的内容对我目前的知识储备构成了不小的挑战。我注意到书中有大量的公式推导和复杂的能带结构图示，这些无疑是科研人员进行严谨论证的基石，但对于我这种更偏向应用和设计层面的学习者来说，理解这些微观层面的物理过程非常吃力。我非常好奇的是，书中是否探讨过氧化锌材料在实际工业化生产中所面临的规模化挑战？比如，如何保证大批量生产的器件在性能上的一致性？又或者，书中是否提到了在柔性电子设备中，氧化锌薄膜如何应对反复的机械弯曲而不发生性能衰减？我的兴趣点更多地集中在“如何将实验室里的优异性能转化为可靠的商业产品”这个转化链条上。这本书似乎将精力完全放在了“为什么有效”的理论探索上，而忽略了“如何高效实现”的工程实践讨论。如果能加入一些关于成本效益分析、环境影响评估或者与其他光电材料（如钙钛矿或有机半导体）的横向对比章节，或许能让这本书的受众面更广，不仅仅局限于纯粹的理论研究者。

评分☆☆☆☆☆

我对《新型氧化锌基光电材料》的整体印象是——极度专业，但略显冰冷。它似乎完全面向的是已经建立了扎实基础知识的研究群体。对我这样的业余爱好者而言，书中缺乏对“为什么是氧化锌”的感性认识。比如，能不能用一种非常形象的语言来描述一下氧化锌的压电效应和光电效应是如何共存且相互作用的？或者，书中能否加入一些历史性的回顾，比如早期的晶体生长技术是如何限制了氧化锌性能的发挥，直到近十年哪些关键技术突破才使得新型光电器件成为可能？这种关于“技术演进”的叙事，往往比纯粹的理论阐述更能抓住读者的心。我总觉得，好的科普或专业书籍，应该在传授知识的同时，激发读者的好奇心和敬畏感。这本书在知识的深度上无可挑剔，但在“点燃学习热情”的层面上，我感觉它还有提升的空间，可能需要更多的案例研究和更具人文关怀的叙事方式来平衡其艰深的科学内容。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的深度远超出了我预期的理解范畴，它更像是一本为博士生准备的教科书或研究手册。我试图去理解其中关于缺陷工程对载流子迁移率影响的章节，但缺乏必要的背景知识，读起来就像在啃一块硬骨头。我一直在寻找一些关于氧化锌作为透明导电膜的替代方案的探讨，特别是它在可见光透过率和表面电阻率之间的权衡取舍。我希望书中能够更清晰地划分出哪些是氧化锌已经成熟的传统应用，哪些是真正“新型”的突破点，这样我可以更有针对性地去学习。此外，书中对不同掺杂剂（如铝、镓）对材料性能影响的分析似乎是基于实验结果的罗列，而不是深入探讨这些杂原子是如何在晶格中定位，并从原子尺度上重塑材料能带结构的原因。这种自上而下的叙事结构，使得读者很难体会到材料设计中的“匠心”和“直觉”，而这些往往是科学发现中最迷人的部分。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版透着一股浓厚的专业气息，每一页都密密麻麻地印满了专业术语和参考文献引用，这无疑彰显了其学术价值。然而，我个人认为，在介绍新型氧化锌基光电材料时，或许可以更侧重于“创新点”和“应用前景”的描绘，而不是仅仅堆砌实验数据。例如，我一直在寻找关于氧化锌在生物传感或医疗诊断方面的潜力，比如它如何与活体组织进行无害的交互，或者它是否能被设计成体内光动力治疗的载体。这种跨学科的应用往往是最能激发大众兴趣的地方。这本书的论述方式似乎过于聚焦于材料本身的电学和光学特性，导致我在阅读过程中，很难将书中的理论与我所能想象到的未来技术场景联系起来。我总是在想，这些“新型”材料最终要解决的是现实世界中的什么具体问题？如果每一章的结尾都能有一个“展望未来应用”的小节，哪怕只是一个简短的设想，也会极大地提升阅读体验，让读者感受到自己正在触碰未来科技的脉搏，而非仅仅是在阅读一份详尽的实验报告。

评分☆☆☆☆☆

这本《新型氧化锌基光电材料》的书籍，从目录上看，似乎是一本非常前沿和专业的科技读物，但作为一名对基础物理和材料科学抱有浓厚兴趣的普通读者，我感觉这本书的内容深度对于我来说还是有些难以企及的。我原本期待能看到一些关于氧化锌在日常电子产品中应用的历史沿革，比如它如何一步步被发掘出光电特性，以及一些更直观的、基于常见生活场景的案例分析。比如，能不能用更形象的比喻来解释一下“带隙”的概念，或者展示一下氧化锌纳米结构是如何通过简单的化学反应在实验室中“生长”出来的过程，这样即使是跨专业的读者也能有所收获。我对书中可能深入探讨的量子效率、载流子复合机制等高阶理论感到有些望而却步。我更希望看到一些关于材料制备工艺的“故事”，比如早期科学家在探索不同温度、不同气氛下氧化锌晶体结构变化时的那些曲折和灵光乍现的瞬间。这本书似乎更倾向于直接抛出最尖端的研究成果和复杂的物理模型，这使得它更像是为已经深耕该领域的专家准备的，对于我们这些想要“入门”或者“拓展视野”的读者来说，缺乏一个足够的铺垫和引导。希望未来的版本能增加一些基础知识回顾和历史背景介绍，让知识的汲取过程更加平滑和引人入胜。