ZnO薄膜的制备及p型掺杂研究进展 - 副本

ZnO薄膜的制备及p型掺杂研究进展 - 副本
ZnO薄膜的制备及p型掺杂研究进展 - 副本

收稿日期:2009-03-05.

基金项目:湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(2004419)资助。

作者简介:刘长林(1984-),男,湖北省麻城市人,硕士研究生,从事微波等离子体制备金刚石薄膜及其应用研究。

第15卷第2期

2009年6月真空与低温Vacuum &Cryogenics ZnO 薄膜的制备及p 型掺杂研究进展

刘长林1,汪建华1,2,熊礼威1,2,翁俊1,王文君1,李

远1,陈冠虎1(1.武汉工程大学等离子体化学与新材料重点实验室,湖北武汉430073;2.中国科学院

等离子体物理研究所,安徽合肥230031)摘要:氧化锌是一种在声表面波传感器、压电器件以及太阳能电池等方面具有很好应用前景的材料。介绍了目

前制备ZnO 薄膜的主要方法,综述了ZnO 薄膜p 型掺杂的研究现状,并对ZnO 薄膜的研究进行了展望。

关键词:ZnO 薄膜;制备方法;p 型掺杂

中图分类号:TB43文献标识码:A 文章编号:1006-7086(2009)02-0063-07

RECENT PROGRESS ON PREPARATION AND P-TYPE DOPING OF ZnO FILMS

LIU Chang-lin 1,WANG Jian-hua 1,2,XIONG Li-wei 1,2,WENG Jun 1,

WANG Wen-jun 1,LI Yuan 1,CHEN Guan-hu 1

(1.Key Laboratory of Plasma Chemistry and Advanced Material,

Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430073,China;

2.Institute of Plasma Physics,Chinese Academy of Science,Hefei 230031,China )

Abstract :Zinc oxide has favorable applications in surface acoustic wave sensor,piezoelectric device,solar cell and other

fields.This paper presents the main preparations of ZnO films and review investigation situation of p-type doping ZnO

films,also the work of ZnO films is prospected.

Key words:ZnO films;preparation;p-type doping

1引言

ZnO 是一种Ⅱ-Ⅵ族宽禁带直接带隙化合物半导体材料,其晶体结构有3种:纤锌矿型、闪锌矿型和盐

岩矿型。一般情况下,

ZnO 是六角纤锌矿型,晶格常数a =0.3250nm ,c =0.5205nm ,熔点为1975℃,压电常数为11.9pm/V 。ZnO 具有高的导电性,高的化学稳定性以及耐高温性质,并且来源丰富,价格低廉。室温下禁带宽度为3.37eV ,使其具有紫外截止特性,而它的激子结合能高达60meV ,也使得它可以用来制造

短波长发光材料。

优异的光学和电学特性,使其具备了发射蓝光或近紫外光的优越性能,高电阻率及其高c 轴择优取向的ZnO 薄膜决定了它具有良好的压电常数与机电耦合系数,可用作各种压电、电声与声光器件。因具有电阻率随表面吸附的气体浓度变化的特点,ZnO 薄膜还可以用作表面型气敏元件。在可见光及

近红外区的透明特点也使得它可以用作透明导电薄膜(主要用于太阳能电池)

。此外,近几年的研究发现ZnO 薄膜有着高的击穿强度和饱和漂移速度,比Si 、GaAs 、CdS 、GaN 等大部分半导体材料抗辐照能力更强,在高速器件和空间器件方面具有应用潜力[1,2]。由此可见,ZnO 薄膜是一种极具发展潜力的化合物半导体材料。

作者详细介绍了磁控溅射法、脉冲激光沉积法等4种制备ZnO 薄膜的主要方法,讨论了各种方法的基63

64

真空与低温第15卷第2期

本原理和各自的优缺点,重点综述了ZnO薄膜p型掺杂的研究现状,并对ZnO薄膜今后的研究发展进行了展望。

2ZnO薄膜制备的主要方法

ZnO材料的应用研究涉及到多个领域,不同的应用对ZnO薄膜有着不同的要求。这其中包括:薄膜厚度、结晶取向、晶粒大小、表面平整度。而这些性能在很大程度上又取决于不同的制备方法及其工艺参数。几乎所有制备薄膜的技术都可以用来制备ZnO薄膜,各种制备方法都有各自的优缺点,实际应用过程中可以根据不同的需要来进行选择。

2.1磁控溅射法

磁控溅射法是目前应用最为广泛的一种溅射沉积薄膜方法。磁控溅射法典型的沉积工艺条件为:工作气压0.5Pa,靶电压600V,靶电流密度20mA/cm2,薄膜沉积速率2μm/min[3]。根据溅射源的不同,磁控溅射可以分为直流、射频和中频磁控溅射。该方法具有沉积速率高、沉积温度低、维持放电的靶电压低、电子对衬底的轰击能量小、过程易于控制和适合于大面积薄膜的制备等许多优点。其不足之处在于以Zn作为靶材时,在氧气氢中发生反应溅射时可能出现靶中毒现象。另外磁控溅射法还很难制备出ZnO单晶薄膜。

2.2脉冲激光沉积(PLD)法

PLD法是20世纪80年代后发展起来的一种真空物理沉积方法,其原理是在超高真空系统中,采用反光镜将激光器发出的高能激光脉冲汇聚在靶材表面,使靶材瞬时融化汽化,在周围形成等离子体,产生的等离子体因定向局域等温绝热膨胀发射到基片表面,最后通过与基片相互作用而形成膜。入射源一般采用KrF (243nm,10Hz,30ns)或ArF(193nm,20Hz,15ns)激光器。该方法的沉积步骤一般为:一是制备沉积用的靶材料;二是等离子体的形成和薄膜的沉积同时进行[4]。脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜的最大优点在于其生长参数独立可调,可以精确地控制化学计量比,因而容易实现超薄薄膜的制备和多层膜结构的生长,并且生长的ZnO薄膜结晶性能很好。其不足之处在于由于熔蒸“羽辉”具有很强的定向性,因而形成均匀厚度膜的范围很窄[5]。

2.3溶胶凝胶法(Sol-Gel)

溶胶凝胶法作为一种新型高效的边缘制备薄膜技术,其原理是在较低的温度下从溶液中大面积地沉积所需要的氧化物涂层,并经热处理形成晶体薄膜。该方法可分为旋涂法和浸涂法,选用的前驱体为分析纯的

·2H2O)、乙二醇甲醚和无水乙醇作为溶剂,乙醇胺(DEA)作为稳定剂。采用溶胶二水合醋酸锌(Zn(CHCOO)

2

凝胶法,溶质、溶剂以及稳定剂的选取对薄膜的最终质量、成本以及工艺复杂程度起着决定性作用。该方法制备的薄膜具有c轴择优取向、平整均匀、可见光透光率高等特点,还可以制备掺杂水平要求精确的薄膜。另外,整个过程无需真空设备、成本低、适于批量生产透明导电薄膜。其不足之处在于制备的ZnO薄膜结晶质量不是很好,并且该技术不能与IC平面工艺相容,从而限制了其发展。

2.4分子束外延法

分子束外延法(MBE)是一种物理沉积单晶薄膜方法。在超高真空腔内源材料通过高温蒸发、辉光放电、气体裂解、电子束加热蒸发等方法,产生分子束流。入射分子束与衬底交换能量后,经表面吸附、迁移、成核、生长成膜。该方法一般分为等离子体增强分子束外延(P-MBE)和激光分子束外延(L-MBE),选用的衬底一般为蓝宝石。典型的MBE设备由束源炉、样品台和加热器、控制系统、超高真空系统和检测分析系统组成。使用MBE进行ZnO薄膜的制备,容易控制组分和进行原子层上生长,得到的ZnO薄膜纯度高,结晶性能好,氧缺陷密度低,具有很好的紫外辐射特性。其研究的一个重要方向是应用MBE进行批量生产,所要解决的问题是维持超高真空所需费用高和生长速率低等问题。

3ZnO薄膜p型掺杂研究进展

ZnO多为富Zn生长,本征ZnO薄膜中含有氧空位V o(正电中心)和锌间隙Zn i(正电中心)等缺陷,这些固有点缺陷作为正电中心可以束缚电子,在ZnO晶带中引入施主能级使ZnO薄膜呈n型[6]。根据原子价控制

刘长林等:ZnO薄膜的制备及p型掺杂研究进展

原理:ZnO薄膜掺杂是指通过在氧化物中掺杂适量的金属元素或其化合物,引入一定量的自由电子或自由空穴,从而改变ZnO薄膜的禁带宽度和电阻率[7]。本征ZnO晶体是典型的弱n型半导体,容易实现n型掺杂。ZnO薄膜的n型掺杂可以通过掺杂Ⅲ族元素(B、AI、In、Ga)和Ⅳ族元素(Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Hf、Pb)以及稀土元素(La、Pr、Er、Nd、Eu)等来实现[8]。而p型ZnO薄膜的掺杂则是一个世界性的难题,其主要原因有以下几点:首先,ZnO薄膜p型掺杂所带来的自补偿效应。n型半导体的ZnO晶体中本身存在着大量的氧空位和锌间隙,一旦掺入受主杂质,前者所释放出的电子就会与后者能级所释放出的空穴相复合,释放出与氧空位和锌间隙的形成能相当的能量,补偿效应就会产生相当的氧空位和锌间隙。结果就是有效的施主浓度基本保持不变。其次是表面掺杂元素活性的单极性现象,该现象可以用Madelung能来描述。Madelung能的绝对值越大,表明单极性强或掺杂元素的活性越差[9]。掺杂后得到的ZnO晶体结构越不稳定,p型ZnO薄膜将难以获得。在假设n型掺杂占据锌位而p型掺杂占据氧位的条件下,表1列出了几种常见的p型和n型掺杂元素在ZnO薄膜中的Madelung能。另外ZnO薄膜的p型掺杂还要受到杂质固溶度小、掺杂能级较深等因素的影响。

n型掺杂Madelung能/eV p型掺杂Madelung能/eV

AI Ga In F

-6.44

-13.62

-9.73

-1.86

N

Li

-

-

+0.79

+13.56

-

-表1不同元素掺杂在ZnO中与未掺杂ZnO中Madelung能之差[10]

针对ZnO薄膜p型掺杂困难的原因,可以尝试采取以下手段来得到p型ZnO薄膜:(1)抑制ZnO中的本征施主缺陷浓度,减少自补偿效应[11]。(2)寻找更加合适的掺杂元素。(3)增加受主元素在ZnO中的掺杂浓度和降低受主在ZnO禁带中的能级。相对于ZnO薄膜的n型掺杂元素,实现其p型转化可以掺Ⅰ族元素(Ag、Cu、Au、Li、Na、K)和Ⅴ族元素(N、P、As、Sb、Bi)等,也可以采取共掺。由于Ⅰ族元素能级较浅,掺杂浓度不高,同时易形成间隙而成施主态,作为受主掺杂并不理想[12]。但经过一些科学家的努力,也取得了一些进展。3.1Ⅰ族元素的p型掺杂

ZnO薄膜掺Ag的研究韩国延世大学的Gun Hee Kim等采用脉冲激光在(0001)蓝宝石上进行了掺Ag 氧化锌薄膜的沉积。表2和表3列出的是不同沉积温度条件下膜的各项参数。

沉积温度/℃载流子浓度/cm-3电阻率/Ω·cm

室温100 200 250 3002.29×1011

2.57×1011

4.90×1016

6.00×1017

1.29×1017

6.22×105

2.04×105

5.47×101

3.35×101

2.22×101

迁移率/cm2·V-1·s-1

43.00

11.00

2.32

0.29

6.33

导电类型

半绝缘

半绝缘

p

p

n

表2不同沉积温度下掺Ag的ZnO薄膜的电学性能[13]

温度/℃AgO(Ag2+)/%Ag

2

O(Ag1+)/%Ag-Ag(AgO)/%

室温~175 175~275 275~400

67.8

22.5

20.0

58.8

44.4

12.2

19.6

55.6表3不同沉积温度区域下ZnO中元素Ag的化学态[14]

经过热分析,X射线电光子分光光谱和Hall测量表明:Ag掺杂ZnO薄膜的导电类型取决于沉积温度。为了获得p型ZnO:Ag膜,可以调整沉积温度处于一定的范围。

ZnO薄膜掺Na的研究2008年,浙江大学的Lin和他的同事以脉冲激光法掺Na得到了p型ZnO薄膜[15]。依赖磁场的霍耳效应测量,证明该膜具有稳定的p型导电性。温控光致发光和低温光致发光发射图谱给出

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真空与低温第15卷第2期

的掺Na受主能级为164meV。他们还在Si基片上沉积出由掺Al n型ZnO层和掺Na p型ZnO层组成的ZnO p-n同质结发光二极管,此二极管具有明显的阀值电压为3.3eV整流行为。在该二极管中110K条件下,Lin还观察到了电致发光现象,其发射光谱由p型层中的辐射重组形成的2.24eV、2.52eV和3.03eV处的3个发射带组成。

3.2Ⅴ族元素的p型掺杂

ZnO薄膜掺N的研究N离子半径(0.146nm)与O的离子半径(0.138nm)最接近,更容易替代O位置,并且引入的受主能级相对较浅(距价带顶约0.40eV),因而普遍地认为N是最理想的受主掺杂元素[12,16]。Lee等成功地采用原子层外延法(ALE)在(0001)蓝宝石上得到了p型掺N ZnO薄膜[17]。实验过程中以Zn(C2H5)2(DEZn)为Zn先驱物,H2O为氧化剂,NH3为掺杂源气体。获得的p型ZnO膜最低电阻率达到210Ω·cm,对应的空穴浓度为3.41×1016cm-3。低温光致发光分析结果显示,退火后的ZnO∶N为p型半导体,研究人员在此实验基础上

建立了n型ZnO经退火处理转变为p型ZnO模型。日本的Gangil等以O

2和N

2

为气源采用远程等离子增强

金属化合物化学气相沉积法(RPE-MOCVD)在a-平面蓝宝石上制得了掺N p型ZnO膜[18]。其载流子浓度范

围为1013~1015cm-3,对应的电阻率为10-1~102Ω·cm。拉曼光谱(RS)和傅立叶转换红外(FT-IR)光谱证明了掺杂元素N的存在。与N相关的Raman特征峰在289、587和653cm-1附近3个地方出现。他们首次采用傅立叶转换红外光谱表征ZnO∶N膜取得了很好的效果。从FT-IR结果可以看出,薄膜中的化合物在沉积后退火中分解了。实验得出的伏安特性曲线显示了p-n同质结中的p型导电性。

ZnO薄膜掺P的研究韩国的Vaithianathan等以Zn3P2为P源使用脉冲激光在Al2O3(0001)基片上沉积出了p型ZnO薄膜[19]。霍耳效应测量表明无论掺P浓度多少,未经退火处理的ZnO薄膜均呈现n型导电性。掺P摩尔质量为3%的ZnO薄膜在600~800℃温度范围退火处理(O

2

气氛中)后呈现p型导电性,对应的空穴浓度范围为5.1×1014~1.5×1017cm-3,迁移率为2.38~39.3cm2·V-1·s-1,电阻率为17~330Ω·cm。低温(15 K)光致发光光谱显示:只有在p型ZnO薄膜中才会出现位于3.358eV且与中性受主激子(A0,X)相关的特征峰。该研究小组不仅证明了磷掺杂p型ZnO薄膜只有在一定的温度范围内快速退火得到,而且还展示了Zn3P2的运用为p型ZnO薄膜的制备提供了一种有效的途径。而另外包括Min-Suk Oh在内的一些研究人员采用射频磁控溅射法掺p成功的获得了p型ZnO薄膜[20]。他们选择了先在c-Al2O3基片上沉积一层厚度为1.0μm的本征ZnO缓冲层,然后再在其上进行掺P实验。溅射后的掺p ZnO薄膜在N2气氛中于800℃下退火2min后由半绝缘型转变为p型。实验得到的p型ZnO薄膜的厚度达到了0.8μm,空穴浓度2.36×1017cm-3,迁移率2.14cm2·V-1·s-1,电阻率为12.35Ω·m。X射线衍射、二次离子质谱分析和霍耳测量都显示:已生长掺p ZnO中的P2O5相在退火后消失形成了取代O晶格位置的P,该取代P是作为一种受主而存在于掺p ZnO 中。透射电镜表明,在热退火处理过程中堆垛层错的形成有利于掺p ZnO膜中张力的释放。

ZnO薄膜掺As的研究我国湖南大学的一些研究人员采用双靶(ZnO和Zn3As2)磁控溅射法,在玻璃衬底上制备出厚度为100~150nm空穴浓度为1016~1017cm-3的p型ZnO∶As膜[21]。实验过程中氩气压力为1Pa,

衬底温度为350℃,靶材与衬底距离为17cm。ZnO靶使用的是功率为100W的射频源,而Zn

3

As2靶则使用的是0~9.7W不等的直流源。该实验还验证了经过退火处理可以将n型ZnO:As薄膜转化为p型ZnO∶As 薄膜。复旦大学的Ning Xu等使用脉冲激光在(0001)蓝宝石基底上沉积出纳米级p型掺As膜。ZnO靶材含

有质量分数为6.6%的As

2

O3[22]。沉积过程中向腔体中通入氧气(纯度大于99.99%)并保持沉积气压为5Pa,基片温度为500℃,激光频率为10Hz,沉积时间为30min。实验得到的p型ZnO∶As膜中受主浓度达到1.9×1018cm-3,X射线光谱图(XPS)显示掺杂元素As在薄膜中的浓度在1.7%左右。根据XPS分析和ZnO中大尺

寸错配族-Ⅴ掺杂源模型、复合As

Zn-2

V Zn被认为是最有可能的受主[23]。

ZnO薄膜掺Sb的研究加利福尼亚大学的Mandalapu等在Sb掺杂获得p型ZnO薄膜方面取得了一系列进展[24~27]。2005年,他们首次采用分子束外延法在Si(100)面上掺杂Sb得到了p型ZnO薄膜。其膜厚为200nm左右,在室温下的空穴浓度为1.0×1018cm-3,迁移率为22.4cm2·V-1·s-1,电阻率为0.27Ω·cm。在此基础上继续下去,先是制得了Sb掺杂p型ZnO异质结光电二极管,并通过样品的伏安曲线和电容电压曲线研究了它的p型行为。随后又掺杂Sb得到了用于紫外探测器的同质结光电二极管。2007年,该研究小组又取66

得了可喜的进步,他们将Al/Ti 金属蒸发在ZnO 膜上制成ohmic (欧姆)接触块和Schottky (肖特基)接触块,然后通过改变ohmic 接触块和schottky 接触块在以Si (100)为基片的Sb 掺杂p 型ZnO 薄膜上的位置,获得了金属-半导体-金属(MSM ),肖特基以及光电装置。而且经过检测发现,得到的MSM 、肖特基以及光电装置具有典型的光学特性和紫外光敏特性。

3.3施主-受主共掺杂

共掺杂技术制备p 型ZnO 的本质是活性施主

(Al 、Ga 、In )与活性受主(N 、P 、As )实施共掺杂,以施主-受主间的引力取代原有受主间的斥力,从而达到增加N 、P 、As 原子掺杂浓度的目的[28]。因而共掺杂元素的选择主要集中在Ⅲ族和Ⅴ族元素上。

N-Al 共掺Zhang 等采用超声雾化气相沉积法分别在玻璃和n 型Si 上沉积得到了N-Al 共掺p 型ZnO 薄膜[29]。其空穴浓度分别为4.6×1018cm -3和7.51×1019cm -3,使用的前驱体为Zn (CH 3COO )2

·2H 2O ,CH 3COONH 4和AI (NO 3)3

·9H 2O 。他们还研究了Zn ∶N ∶Al 三者的原子比例对掺杂ZnO 薄膜电学和结构特性的影响。霍耳测量揭示:随着Al 原子比例的提高,ZnO 薄膜的导电类型由n 型转为p 型后又转变为n 型。其原因是当掺Al 原子浓度不高时,N 在ZnO 中的溶解度也低,此时受主会被氧空穴或锌间隙补偿掉,薄膜显示出p 型导电性[30]。由于Al 原子能提高掺杂效率,故随着Al 的增加,N 原子能有效地掺入ZnO 薄膜,其结果是受主浓度得到了很大的提高,导电性转变为p 型。但是,在一定条件下,N 原子在ZnO 薄膜中的溶解度不变,当Al 原子增加

时,薄膜的导电性又转为n 型。但整个过程中薄膜的电阻率一直下降。X 射线衍射

(XRD )结果显示共掺杂ZnO 薄膜有着与未掺杂相似的002择优取向的结晶特性。然而,扫描电镜(SEM )揭示其表面形貌与未掺杂ZnO 薄膜明显不同。

N-Ga 共掺香港浸会大学的Wang 等以(0001)蓝宝石为衬底在低压条件下运用金属有机物气相外延

法(MOVPE

)沉积得到了p 型ZnO 薄膜[31]。共掺过程中锌源为二乙基锌(DEZn ),气氛气体为高纯度N 2,氧源为N 2O ,氮源为二甲基肼(DMHy ),镓源为三甲基镓(TMGa )。X 射线光电子谱显示掺N 过程只有在二甲基肼(DMHy )处于500~550℃窄温度范围内才能有效的进行。Ga 的掺入对N 原子的结合起到了积极作用,而且共掺型ZnO 薄膜的导电类型受到生长过程中N/Ga 比的影响。实验得到的p 型ZnO 薄膜的空穴浓度为2.41×1018cm -3,迁移率为4.29cm 2·V -1·s -1。根据光致发光光谱计算得到的N 受主能级为160meV 。为了证明共掺ZnO 薄膜的p 型导电性,研究人员还制得了以厚度为200nm 的未掺杂ZnO 薄膜和厚度为150nm (N,Ga )共掺ZnO 薄膜组成的ZnO 同质结。

4结束语

从1997年掀起ZnO 研究的热潮至今已经超过10年,ZnO 的研究在能带结构及其固有缺陷和ZnO 半导体输运性质等方面已经取得了很大的进展,但离ZnO 薄膜的商业化仍然存在一定的距离。制备ZnO 薄膜的方法各有优缺点,能够制备出高质量的方法往往难以实现产业化。较之其他方法,磁控溅射被视为最具有产业化潜力的方法之一,但因制得的薄膜质量不是很好故其工艺仍然有待进一步改进。高浓度受主ZnO 薄膜的掺杂及其p-n 结的制备仍然存在一定的困难,而利用Ⅲ-Ⅴ族元素共掺杂的方法来制备p 型ZnO 薄膜已

经越来越受到各国学者的重视,未来几年有可能成为研究热点[32]。也有一些学者,

利用ZnO 和GaN 的匹配较好、晶格特性相近的特点,制得由n 型ZnO 和p 型GaN 的氧化锌p-n 结,该方法也是一个较好的努力方向[33]。有理由相信在不久的将来,随着ZnO 薄膜研究的继续深入,ZnO 薄膜的广泛应用时期一定会到来。

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co-doping[J].Applied surface science,2007,253(8):3825~3827.

撰写参考文献须知

为了使本刊编排格式更加规范化,以便于《中国学术期刊(光盘版)》及《中国学术期刊综合评价数据库来

源期刊》

的收录,更广泛地进行国内外学术交流,本刊要求论著文章中参考文献一律采用我国科学技术书刊中所普遍使用的“顺序编码制”。现将撰写要点简述如下:

一、正文中标注格式:采用顺序编码制时,在对文中所引用的文献,按它们出现的先后顺序依次连续排序,并将序号置于方括号内,标于上角或作为语句的组成部分。

例如:国内外学者对此进行了长期研究[1~3]。

按文献[4]提供的参数设计制作出样机。

二、文后参考文献表的撰写格式:在文后撰写参考文献表时,各条文献应按在论著中文献序号顺序排列,文献中项目一定要完整,内容一定要准确。应根据不同的文献类型分别加以著录。各类文献的标引项及顺序要求为:

1)专著:著者(多名著者时,应标引至少三名著者姓名).书名[M ].版本.出版地:出版者,出版年.起止页码。

2)期刊:作者(多名作者时,应标引至少三名作者姓名).题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码。

3)论文集:作者(多名作者时,应标引至少三名作者姓名).题名[C].编者:文集名,出版地:出版者,出版年.起止页码。

4)会议论文:作者(多名作者时,应标引至少三名作者姓名).题名[C].会议名称,会址,会议年份。

5)专利:专利申请者.专利题名[P].专利国别:专利号,出版日期。

6)学位论文:申报者.论文题名[D].保存地:保存者,年份。

7)报告:作者.题名[R].出版地:出版者,出版年。

8)标准:标准编号,标准名称[S].出版者,出版年。

三、姓名标引:姓名标引时,一律前名姓后;国外作者姓名(包括中国作者姓名使用拼音标引时)一律用大写字母标引。

参考文献是作者写作论著时所参考的文献书目,重点是集中列于文末。标引的规范化,既能提高编排标准,又能提高出版发行效率,这对编者和作者都是有益的。

(本刊编辑部)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

刘长林等:ZnO 薄膜的制备及p 型掺杂研究进展[30]YE ZHI-ZHEN,QIAN QING,YUAN GUO-DONG,et al .Effect of oxygen partial pressure ratios on the properties of AI-N co-doping

ZnO thin films[J].Journal of crystal growth,2005,274(1-2):178~182.

[31]WANGH,HO H P,LO K C,et al .Preparation of p-type ZnO films with (N,Ga )co-doping by M OVPE [J].M aterialsChemistry and

Physics,2008,107

(2-3):244~247.[32]OZGURU,ALIVOV YA I,LIU C.A comprehensive review of ZnO materials and devices[J].J Appl Phys,2005,98

(4):1~103.[33]洪瑞金,贺洪波,邵建达,等.宽禁带氧化锌半导体薄膜的研究进展[J].激光与光电子学进展,2005,42(2):41~44.69

滑坡型泥石流形成机理_李树德

DOI:10.13209/j.0479-8023.1998.035 北京大学学报(自然科学版),第34卷,第4期,1998年7月 Act a Scientiar um Nat ur alium Universit atis Pekinensis,Vol.34,No.4(Jul,1998) 滑坡型泥石流形成机理1) 李 树 德 (北京大学城市与环境学系,北京,100871) 摘 要 滑坡型泥石流是一种特殊的能量转换体运动类型。它是在很短时间内,由滑坡体的位能 快速转化为动能的一次性滑动——流动堆积。滑坡型泥石流的活动是由块体在整个连续运动过程 中发展的两个阶段(先滑坡,后泥石流)组成。滑坡型泥石流与一般的滑坡、泥石流不同,它兼具滑 坡和泥石流的一些特征。滑坡型泥石流速度快,冲击力强,破坏性大。在理论上和国民经济影响方 面有独特的研究意义。 关键词 滑坡;泥石流;滑坡型泥石流 中图分类号 P642 0 引 言 滑坡与泥石流、地震、火山喷发、台风以及特大洪水一样,是一种突发性自然灾害。而滑坡型泥石流兼具滑坡和泥石流的一些特征,它是一种超强度高速输移泥沙石块的过程,它可以在几分钟、几十分钟或数小时内将大量的泥沙石块倾泻到山口外,倾刻之间给人类造成巨大灾难。不仅造成人员伤亡及工农业极大经济损失,而且大大恶化了周围生态环境。对其形成、发展和运动机理、分布规律,预测预报和预防治理的研究,将对人类生存和经济建设持续发展具有重要理论意义和实际意义。 1 滑坡型泥石流概念 客观科学地认识滑坡型泥石流,首先必须对滑坡及泥石流概念有正确的理解。一般认为在重力、动水压力、地震或其他某些力的作用下,斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱带(或面)作整体地向前、向下移动的现象,谓之滑坡。 而泥石流这一概念,目前国内外的研究者尚无一致性的意见。一般认为泥石流是一种特殊物质运动的自然现象;有的认为泥石流是产生于沟谷中或坡地上的一种饱含大量泥少石块和巨砾的固液两相流体。它介于山崩、滑坡等块体重力及动力运动与流水等液体水力运动之间,呈粘性层流或稀性紊流状态,是各种自然营力(地质、地貌、水文、气象等)和人为因素综合作用的结果。C.M.伏列什曼夫认为泥石流指的是固体物质含量高,泥位剧增的暂时性山地河床型洪流[1];日本水土保持学会认为泥石含量多于水体。含水的粥状泥沙在其自重作用下产生运动  1)地震科学联合基金资助项目(95239) 收稿日期:1997-01-24;修改稿收到日期:1997-04-04.

第一性原理研究氧化锌晶体的电子结构和光学性质

第36卷第4期 人 工 晶 体 学 报 Vol .36 No .4 2007年8月 JOURNAL OF SY NT HETI C CRYST ALS August,2007 第一性原理研究氧化锌晶体的 电子结构和光学性质 应杏娟1,张兴德1,郝志武2 (1.上海理工大学光电学院,上海200093;2.人工晶体研究院,北京100018) 摘要:为了研究氧化锌晶体的光学性质,本文采用密度泛函理论(DFT )的广义梯度近似(GG A )下的平面波赝势法计算了氧化锌晶体的电子结构、复数折射率、介电函数、光电导谱和吸收光谱。介电函数的虚部、吸收光谱、折射率等它们的峰值位置存在一一对应关系,这表明了它们之间存在着内在的联系,它们都与电子从价带到导带的跃迁吸收有关,这为从物理本质上理解氧化锌晶体的光学性质提供了重要的依据。计算结果与实验结果吻合得很好。关键词:氧化锌晶体;电子结构;光学性质;模拟计算 中图分类号:O731 文献标识码:A 文章编号:10002985X (2007)0420784205 F i rst 2pr i n c i ple Study on the Electron i c Structures and the O pti ca l Properti es for the Perfect ZnO S i n gle Crysta l YI N G X ing 2juan 1,ZHAN G X ing 2de 1,HAO Zhi 2w u 2 (1.College of Op tics and Electr onics Engineering,University of Shanghai f or Science and Technol ogy, Shanghai 200093,China;2.Research I nstictute of Synthetic Crystals,Beijing 100018,China ) (R eceived 26January 2007) Abstract:The electr onic structure,dielectric functi on,comp lex reflectivity index and abs or p ti on s pectra of the perfect ZnO crystal have been calculated using density functi onal theory code CASTEP . Generalized gradient app r oxi m ati ons (GG A )are chosen f or the theoretical basis of density functi on .The results have been discussed in detail .The peaks of the abs or p ti on s pectra corres ponding with which electr onic transiti on have been studied . The calculated results p r ovide the good basis f or deep ly understanding the op tical p r operties of the ZnO single crystal .The calculated results are good agree ment with the experi m ental results . Key words:Zn O single crystal;electr onic structure;op tical p r operties;si m ulati on 收稿日期:2007201226 基金项目:上海市教委重点学科项目资助(No .T0501) 作者简介:应杏娟(19652),女,浙江省人,硕士,高级工程师。E 2mail:yingxxingjuan@https://www.360docs.net/doc/fd16083968.html, 1 引 言 Zn O 是一种宽禁带Ⅱ2Ⅵ族化合物半导体。它在低压荧光、催化及气体传感器等领域有着广泛的应用。近10年来,由于光电信息技术的发展,短波激光二极管的研究成为半导体激光器件研究的热点。关于Zn O 微晶结构薄膜在室温下光激发紫外受激发射的报道发表以后,这种材料重新引起人们的重视并迅速成为半导体激

氧化锌纳米棒研究进展汇总

氧化锌纳米棒研究进展** 孔祥荣*, 邱晨, 刘强, 刘琳, 郑文君 (南开大学化学学院材料系,天津,300071) Kxr0918@https://www.360docs.net/doc/fd16083968.html, 摘要:氧化锌纳米棒由于具有新奇的物理化学性质而成为研究的热点,本文就近年来氧化锌纳米棒在制备方法和反应机理及应用研究等方面予以综述。 关键词:氧化锌; 纳米棒; 制备; 反应机理 1 引言 近年来,低维纳米结构的半导体材料引起了广泛的关注,尤其是一维(1-D纳米材料在维数和大小物理性质的基础研究中有潜在的优势,同时在光电纳米器件和功能材料中的应用研究成为热点。氧化锌由于在室温下较大的导带宽度和较高的电子激发结合能(60meV 及光增益系数(300 cm 而使之具有独特的催化、电学、光电学、光化学性质,在太阳能电池、表面声波和压电材料、场发射、纳米激光、波导、紫外光探测器、光学开关、逻辑电路 [5,6][1]-1[2][3][4] 等领域潜在的应用等方面均具有广泛的应用前景。本文就氧化锌纳米棒及其阵列的制备、反应机理、应用研究等进行简要的综述。 2 氧化锌纳米棒的制备 2.1 超声波法和微波法 刘秀兰等在低温反应条件下(冰水浴),通过超声的方法,采用醋酸锌和水合肼为原料,[7] 以DBS 作为表面活性剂,制备了ZnO 纳米棒,截面为六方型,直径100nm ,长度1μm。研究表明:与其它制备方法相比,低温与超声技术可以更为方便获得分布均

一、长径比较小的ZnO 纳米棒。Hu等分别用超声和微波辐射两种方法得到了交联(二聚体,三聚体(T形,四聚体(X[8] 形))的ZnO纳米棒。超声辐射法和微波辐射法具有一个共同的特点,反应速度快,设备要求简单。 2.2 水热法 Liu 等用六水合硝酸锌和氢氧化钠为原料配成溶液,180 ℃水热处理20h 得到晶化程度[9] 很高的直径的为50 nm的高长径比的氧化锌纳米棒。Vayssieres [10]用硝酸锌盐和等摩尔的六次甲基四胺在水热条件下95 ℃几小时就可以在底物上得到了直径100~200 nm ,长度为10 μm 氧化锌纳米棒及其阵列。Wang 等[11]报道用Zn 作为底物同时作为反应物水热条件下得到了形貌可控的ZnO 纳米棒。陶新永等[12]采用PEG 辅助水热法合成了ZnO 纳米棒。研究发现,氢 [13]氧化钠浓度和反应时间对产物形貌和尺寸有较大的影响。Tang 等用H 2O 2、NaOH 和Zn 箔为 [14]原料辅助的水热法来合成具有良好光学性质的ZnO 纳米棒阵列。Wu 等用溴化十六烷三甲 基铵(CTAB 表面活性剂作导向剂在水热条件下,通过粒径几十纳米的纳米晶自组装得到了ZnO 单晶纳米棒。Guo 等[15]用氧化铟锡(ITO )底物上用简单的水热法通过改变温度成功的 [16]合成了粒径长度可控的分布较窄的高趋向的ZnO 纳米棒阵列。郭敏等采用廉价低温的水 热法, 在基底上制备高质量、高取向统一、平均直径小于50 nm 并且直径分布很窄的ZnO 纳米棒阵列薄膜。

纳米氧化锌的研究进展

学号:201140600113 纳米氧化锌的制备方法综述 姓名:范丽娜 学号: 201140600113 年级: 2011级 院系:应用化学系 专业:化学类

纳米氧化锌的制备方法综述 姓名:范丽娜学号: 201140600113 内容摘要:介绍了纳米氧化锌的应用前景及国内外的研究现状,对制 备纳米氧化锌的化学沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水热合成法、 化学气相法的基本原理、影响因素、产物粒径大小,操作过程等进行 了详细的分析讨论;提出了每种创造工艺的优缺点,指出其未来的研 究方向是生产具有新性能、粒径更小、大小均一、形貌均可调控、生 产成本低廉的纳米氧化锌。同时也有纳米氧化锌应用前景的研究。 Describes the application of zinc oxide prospects and research status, on the preparation of ZnO chemical precipitation, sol-gel method, microemulsion, hydrothermal synthesis method, chemical vapor of the basic principles, factors, product particle size, operating procedure, carried out a detailed analysis and discussion; presents the advantages and disadvantages of each creation process, pointing out its future research direction is the production of new properties, particle size is smaller, uniform size, morphology can be regulated, production cost of zinc oxide. There is also promising research ZnO. 关键字:纳米氧化锌制备方法影响研究展望 正文:纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100纳米。由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生 变化,产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效 应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在

泥石流 形成条件和形成机制

一、泥石流的形成条件 泥石流的形成,必须同时具备三个基本条件: 1、有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件; 2、有丰富的松散土石碎屑固体物质来源; 3、短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。 (一)地形地貌条件 地形条件制约着泥石流形成、运动、规模等特征。主要包括泥石流的沟谷形态、集水面积、沟坡坡度与坡向和沟床纵坡降等。 1、沟谷形态 典型泥石流分为形成、流通、堆积等三个区,沟谷也相应具备三种不同形态。上游形成区多三面环山、一面出口的状、漏斗状或树叶状,地势比较开阔,周围山高坡陡,植被生长不良,有利于水和碎屑固体物质聚集;中游流通区的地形多为狭窄陡深的狭谷,沟床纵坡降大,使泥石流能够迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或较宽阔的河谷,使碎屑固体物质有堆积场地。 2、沟床纵坡降 沟床纵坡降是影响泥石流形成、运动特征的主要因素。一般来讲,沟床纵坡降越大,越有利于泥石流的发生 3、沟坡坡度 坡面地形是泥石流固体物质的主要源地一,其作用是为泥石流直接供固体物质。沟坡坡度是影响泥石流的固体物质的补给方式、数量和泥石流规模的主要因素。一般有利于提供固体物质的沟谷坡度,在我国东部中低山区为10-30度,固体物质的补给方式主要是滑坡和坡洪堆积土层,在西部高中山区多为30-70度,固体物质和补给方式主要是滑坡、崩塌和岩屑流。 4、集水面积 泥石流多形成在集水面积较小的沟谷,面积为0.5-10平方公里者最易产生,小于0.5-平方公里和10-50平方公里其次,发生在汇水面积大于50平方公里以上者较少。 5、斜坡坡向 斜坡坡向对泥石流的形成、分布和活动强度也有一定影响。阳坡和阴坡比较,阳坡上有降水量较多,冰雪消融快,植被生长茂盛,岩石风化速度快、程度高等有利条

氧化锌纳米晶体的发光原理

The luminescence of nanocrystalline ZnO particles: the mechanism of the ultraviolet and visible emission 氧化锌纳米晶体粒子的发光:紫外发光与可见发光机理 Abstract (摘要) Results of steady-state luminescence measurements performed on suspensions of nanocrystalline ZnO particles of different sizes are presented. (本文提供了对不同粒径大小的氧化锌纳米晶体粒子悬浮液的稳态发光测量结果。) In all cases two emission bands are observed.(在所有的例子中,观测到两个发光带。) One is an exciton emission band in the UV and the second an intense and broad emission band in the visible, shifted by approximately 1.5 eV with respect to the absorption onset. (第一个是存在于紫外区的激子发光带;第二个是存在于可见光区的强烈且宽的发光带,这个发光带的吸收起始点以约1.5eV进行变换。) As the size of the particles increases, the intensity of the visible emission decreases, while that of the exciton emission increases. (随着粒子大小的增加,可见区发光的强度减弱,而激子发光强度增加。) In accordance with previous results, a model is presented in which the visible emission is assigned to the radiative recombination of an electron from a level close to the conduction band edge and a deeply trapped hole in the bulk (Vo**) of the ZnO particle. (根据之前的结果,提出了一个模型,可见发光是接近导带边缘水平的电子与氧化锌粒子本体(V o**)的深陷阱空穴的辐射再结合。) The size dependence of the intensity ratio of the visible to exciton luminescence and the kinetics are explained by a model in which the photogenerated hole is transferred from the valence band to a V o* level in

体块氧化锌单晶生长的研究进展

体块氧化锌单晶生长的研究进展 张素芳1,2,姚淑华1 ,王继扬1,宋 伟1 (1. 山东大学,晶体材料国家重点实验室,济南 250100;2. 衡水学院应用化学系,河北 衡水 053000) 摘 要:氧化锌(ZnO)是一种极其重要的半导体材料,具有宽带隙(3.37 eV)和高激子结合能(60 meV),适合制作短波长发光二极管和激光二极管。综述了体块ZnO 单晶的主要生长方法:化学气相输运法、水热法、助溶剂法的原理和优缺点;着重探讨了水热法和助溶剂法的生长参数及所生长ZnO 单晶的特征;结合KOH+H 2O 体系,论述了助熔剂法的反应机理。介绍了体块ZnO 单晶中存在的缺陷及其对ZnO 性质的影响。 关键词:氧化锌单晶;化学气相输运法;水热法;助熔剂法;缺陷 中图分类号:O782 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2009)02–0325 –06 RESEARCH PROGRESS ON GROWING OF BULK ZnO SINGLE CRYSTAL ZHANG Sufang 1,2 ,YAO Shuhua 1,W ANG Jiyang 1,SONG W ei 1 (1. State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100; 2. Department of Applied Chemistry, Hengshui University, Hengshui 053000, Hebei, China) Abstract: Zinc oxide (ZnO) is an exceptionally important semiconductor material. Due to the wide band gap energy (3.37eV) and large exciton-binding energy (60 meV), it is suitable for making short-wavelength light-emitting diodes and laser diodes. Bulk ZnO single crystal growth methods, including chemical vapor transport, the hydrothermal process and the flux method, are summarized. The principles as well as the advantages and disadvantages of these methods are reviewed. The growth parameters and characteristics of ZnO single crystals grown by the hydrothermal and flux methods are discussed in particular. The growth process and formation mechanism of ZnO crystal in KOH+H 2O molten solution is described in detail. The growth defects and their influence on ZnO prop-erties are also discussed. Key words: zinc oxide single crystal; chemical vapor transport method; hydrothermal method; flux method; defect 氧化锌(ZnO)是一种重要的Ⅱ–Ⅵ族直接带隙半导体材料,室温下禁带宽度为3.37 eV ,[1] 是近年来材料研究的热点之一,ZnO 具有对低阈值激射有益的大的激子结合能(60 meV),在高品质基片方面的实用性,掺入过渡金属时的p 型传导性和铁磁行为。[2] 常见的ZnO 属六方晶系,纤锌矿结构,点群为6 mm ,空间群为P 63mc ,Z =2,a =0.324 88 mm ,c = 0.519 69 nm 。[1] ZnO 晶体中,Zn 离子和O 离子沿c 轴交替堆积,(0001)面终结于正电荷Zn 离子,(0001)面终结于负电荷O 离子,因此,ZnO 单晶具 有极性,(0001)面与(0001)面的物理化学性能差别 很大。[3] ZnO 薄膜中还存在其它结构类型,如闪锌矿型和亚稳NaCl 型。[4] 目前ZnO 的主要研究方向是薄膜、 [5–7] 纳米[8–10]和体块单晶,热点是薄膜和纳米,不过无缺陷体块 ZnO 单晶的生长同样具有不可替代的作用。 [11] 鉴于此,详细总结了体块ZnO 单晶生长的研究进展,并介绍了晶体中存在的缺陷及其对材料性能的影响。 1 体块ZnO 单晶的生长技术 ZnO 晶体在1 975 ℃同成分熔化,在较高的温 收稿日期:2008–05–15。 修改稿收到日期:2008–08–16。 基金项目:国家自然科学基金委重大基金(11250005150502)资助项目。 第一作者:张素芳(1972—),女,博士研究生。 通讯作者:王继扬(1946—),男,教授。 Received date: 2008–05–15. Approved date: 2008–08–16. First author: ZHANG Sufang (1972–), female, postgraduate student for doctor degree. E-mail: iamzhsufang@https://www.360docs.net/doc/fd16083968.html, Correspondent author: WANG Jiyang (1946–), male, professor. E-mail: jywang@https://www.360docs.net/doc/fd16083968.html, 第37 卷第2期 2009年2月 硅 酸 盐 学 报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 37,No. 2 February ,2009

氧化锌晶体项目可行性研究报告

氧化锌晶体项目 可行性研究报告 xxx有限责任公司

氧化锌晶体项目可行性研究报告目录 第一章项目基本情况 第二章投资背景及必要性分析第三章项目市场研究 第四章产品规划分析 第五章选址可行性分析 第六章土建方案说明 第七章项目工艺原则 第八章环境保护可行性 第九章生产安全保护 第十章项目风险评估 第十一章项目节能方案 第十二章项目实施方案 第十三章项目投资方案 第十四章经营效益分析 第十五章招标方案 第十六章项目综合评价

第一章项目基本情况 一、项目承办单位基本情况 (一)公司名称 xxx有限责任公司 (二)公司简介 公司坚持以科技创新为动力,建立了基础设施较为先进的技术中心,建成了较为完善的科技创新体系。通过自主研发、技术合作和引进消化吸收等多种途径,不断推动产品技术升级。公司主导产品质量和生产工艺居国内领先水平,具有显著的竞争优势。 公司经过长时间的生产实践,培养和造就了一批管理水平高、综合素质优秀的职工队伍,操作技能经验丰富,积累了先进的生产项目产品的管理经验,并拥有一批过硬的产品研制开发和经营人员,因此,项目承办单位具备较强的新产品开发能力和新技术应用能力,为实施项目提供了有力的技术支撑和技术人才资源保障。 公司注重建设、培养人才梯队,与众多高校建立了良好的校企合作关系,学校为企业输入满足不同岗位需求的技术人员,达到企业人才吸收、培养和校企互惠的效果。公司筹建了实习培训基地,帮助学校优化教学科目,并从公司内部选拔优秀员工为学生授课,让学生亲身参与实践工作。在此过程中,公司直接从实习基地选拔优秀人才,为公司长期的业务发展

输送稳定可靠的人才队伍。公司的良好人才梯队和人才优势使得本次募投 项目具备扎实的人力资源基础。 (三)公司经济效益分析 上一年度,xxx投资公司实现营业收入2120.44万元,同比增长31.17%(503.90万元)。其中,主营业业务氧化锌晶体生产及销售收入为 1720.08万元,占营业总收入的81.12%。 根据初步统计测算,公司实现利润总额575.43万元,较去年同期相比增长125.14万元,增长率27.79%;实现净利润431.57万元,较去年同期相比增长87.67万元,增长率25.49%。 上年度主要经济指标

泥石流的危害、形成机制以及防治方法

题目:泥石流的危害、形成机制及防治方法探究 泥石流的危害、形成机制及防治方法探究 【摘要】泥石流是发生在山区及山前地区的一种含有大量泥砂和石块的暂时性急水流。它的发生受很多条件的制约,是山地常发地质灾害之一。近年来,泥石流的发生与人类活动密切相关,特别是人们对山区的开发,对自然资源的开采诱发的人为泥石流。本文通过我国大量泥石流的分析与探讨,对泥石流的危害、形成机制及其防治措施进行了阐述。 【关键词】泥石流危害形成条件防治措施 背景:2010年8月8日,甘肃舟曲县上游的迭部县代古寺出现了93.8毫米的局地强降水;舟曲县东山镇降水量达96.3毫米,1小时最大降水量达77.3毫米,超过舟曲县8月平均降水量。局地短时强降水等因素引发了特大山洪泥石流灾害,造成1500多人死亡,200多人失踪。 1、泥石流的定义: 泥石流是山地常发地质灾害之一,其暴发突然、危害十分严重。泥石流是一种发生在山区及山前地区的含有大量泥砂和石块的高粘度、高密度和高速运动的暂时性重力流。泥石流常常具有突然暴发、来势凶猛、运动快速、历时短暂之特点,并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用,其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。近年来,我国泥石流有渐趋加重的趋势。鉴于泥石流的严重危害性,了解和研究泥石流的危害、形成机制及其防治措施是有必要的。 泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下,大量的水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质,使其稳定性降低,饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动,就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。泥石流经常突然爆发,来势凶猛,可携带巨大的石块,并以高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。泥石流的搬运力量是巨大的,通常为洪流的5~10倍,一次输出可达100~10000 m 3。它爆发突然、来势凶猛,具有很大的破坏力。泥石流流动的全过程一般只有几个小时,短的只有几分钟。泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害,是山区沟谷或山地坡面上,由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物,其体积含量最少为15%,最高可达80%左右,因此比洪水更具有破坏力。 2、泥石流的危害 泥石流的危害 泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用,其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。它对人类的危害具体表现在四个方面。 (一)对居民点的危害 泥石流冲进乡村、城镇,摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地,甚至造成村毁人亡的灾难。 (二)对公路和铁路的危害 泥石流可直接埋没车站,铁路、公路,摧毁路基、桥涵等设施,致使交通中断,还可引起正在运行的火车、汽车颠覆,造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河道,引起河道大幅度变迁,间接毁坏公路、铁路及其它构筑物,甚至迫使道路改线,造成巨大的经济损失。 (三)对水利水电工程的危害

纳米氧化锌表面修饰的研究进展

纳米氧化锌表面修饰的研究进展 刘莹1,何领号1,宋锐1,2* (1郑州轻工业学院材料与化学工程学院郑州 450003 2中国科学院研究生院化学与化学化工学院 北京 100049) 摘要本文综述了纳米ZnO表面修饰的最新进展,介绍了几种表面修饰方法,对各种方法的特点、修饰机理进行了归纳,并对修饰后的纳米氧化锌的表征进行简要介绍。 关键词纳米ZnO 表面修饰机理表征 Progress on surface-modification of ZnO nanoparticles Abstract The new development of surface-modification of ZnO nanoparticles is reviewed. The methods of surface-modification as well as their featuers and mechanisms were summarized. The methods of the characterization were also introduced. Key words nano-ZnO, surface-modification, mechanism, characterization 上世纪90年代中期,国际材料会议上提出了纳米微粒(1~100nm)表面工程的新概念。近年来,纳米微粒的表面修饰已形成一个研究领域,通过研究人们不但更深入认识纳米微粒的基本物理效应,而且也扩大了纳米微粒的应用范围。 表面修饰法(又称表面衍生法),是在无机纳米微粒的表面化学键合或者物理包覆上一层有机(或无机)化合物的方法。利用溶液中金属离子、阴离子和修饰剂的相互作用,在无机纳米层的金属离子或非金属离子表面形成表面修饰层,得到表面修饰的无机物纳米微粒。通过对纳米微粒表面的修饰,可以达到以下目的:1)改善或改变纳米粒子的分散性;2)提高微粒表面活性;3)使微粒表面产生新的物理、化学、机械性能及新的功能;4)改善纳米粒子与其它物质之间的相容性。纳米ZnO粉体的表面修饰就是通过物理方法或化学方法对粒子表面进行处理,有目的地改变微粒表面的物理化学性质。根据修饰剂与粉体表面的作用机理,可将纳米ZnO的修饰方法分为表面物理作用修饰和表面化学反应修饰两大类。 1 表面物理修饰 表面物理修饰是利用修饰剂与纳米ZnO粉体间的物理作用,如吸附、涂敷、包覆等,对其进行表面改性。常用的修饰方法有微乳液法、微胶囊法、复合法等。 1.1微乳液法 利用微乳液中的水核作为“微反应器”来制备改性纳米ZnO,能在ZnO粒子表面包覆一层表面活性剂分子,使粒子间不易团聚,从而达到对超细ZnO改性的目的。通过选择不同的表面活性剂,可对粒子表面进行修饰,并控制微粒的大小。 杨治中等[1]利用不同分子量的聚乙二醇如PEG-200、PEG-400,在特定的胶束浓度范围和介质体系中形成超分子模板, 以之作为“微反应器”,并利用PEG与无机物之间的协同作用,控制模板水核中的水 2007-01-26收稿,2007-04-09接受

泥石流的形成运动机理

泥石流的形成运动机理 The formation mechanism of debris flow movement 专业:勘查技术与工程Profession:explorationtechnology engineering 班级:09-03 Class:09-03 学号:090250318 Student id:090250318 姓名:孙垂雷 Author:SUNChuilei E-mail: scl19891225@https://www.360docs.net/doc/fd16083968.html,

摘要: 泥石流是一种常见的山地自然灾害,是一种饱含泥沙石块和巨砾的固液两相流体,广泛分布于世界各地,其发展的范围和频率正在逐年增大。泥石流发生时山谷雷鸣、地面震动,浑浊的泥石流沿着陡峻的山谷冲出山外在沟口沉积,泥石流还有大量泥沙石块,具有突发性,来势凶猛、大范围冲於、破坏力极强的特点,长给人民的的生命财产造成巨大的损失。随着我国西部大开发的深入,生产动逐年活跃,而我国西部多为山区,泥石流活动频繁,每年都给生产生活造成巨大损失,因此研究泥石流的形成运动机理对预防治理泥石流有重要的意义。 关键词:泥石流容重携沙水流沟床比降运动机理

The abstract:Debris flow was a common mountain natural disasters, was a full of sediment rocks and huge gravel solid-liquid two-phase fluid, Distributed worldwide, It’s development range and frequency was increased year by year, Mudslides occurs valley thunder, Ground vibration, The muddy waters of the landslides along the steep mountain external ditch valley blunt mouth deposition, Mudslides had a large number of sediment stones, had the sudden, feral, large range of strong in, damaging rush characteristic, Long to people's life and property caused great loss, Along with our country the development of western China was thorough, production move had active, But more than western China for mountains, Debris flow activities in western China for more frequent and mountainous area,Every year to production caused heavy loss of life, Therefore, the research on mechanism of formation of debris flow movement mudslides prevention has an important significance. Key word:mudslides density Join sandy flow Gully bed slope Movement mechanism

滑坡和泥石流灾害配套练习题答案

滑坡和泥石流灾害配套练习题 一、单选题 1、地震和火山喷发触发大型滑坡的原因是(D ) A滑坡发生在低倾度的岩层面上B地震和火山喷发时上覆岩层仅受重力作用 C地震和火山喷发时上覆岩层仅受动态力的作用 D地震和火山喷发能增大上覆岩层的下滑力,导致岩体滑动 2、下列哪次地震引发的地质灾害损失几乎与地震灾害损失相当,在地震灾害史上极为少见。(C) A 1976年唐山7.8级地震 B 1975年海城7.4级地震 C 2008年汶川8.0级地震 D 2013年芦山7.0级地震 3、2008年四川龙门山大滑坡产生的主要原因(B) A 暴雨B地震C火山爆发 D 崩塌 4、2010年甘肃舟曲泥石流灾害产生的主要原因(D) A崩塌、B地震C、火山爆发D暴雨 5、在发生机理和治理方法的认识上较为成熟的自然灾害是(C) A地震海啸B气象灾害C滑坡泥石流D空间灾害 二、多项选择题 1、触发滑坡的因素有(ABCD) A连续的降雨和冰雪融化B人为的不合理的开挖坡脚 C斜坡附近的爆破作业 D 地震的影响 2、按其“泥”和“石”的相对比例,泥石流可分成(ABD) A 稀性泥石流B粘性泥石流C混合性泥石流D过渡性泥石流 3、泥石流的形成条件(BCD) A河谷淤积 B 松散固体物质 C 水源D斜坡和沟谷地形 4、治理泥石流灾害常用的措施包括(ABCD ) A稳固B拦挡C排导D保护和恢复植被,减少水土流失 5、治理滑坡的工程措施包括(AC)D属于生物措施 A锚桩B拦挡C排水D保护和恢复植被,减少水土流失 6、能够触发滑坡和泥石流的有(ABCD) A 地震B火山C暴雨 D 人为不合理的活动 7、滑坡体作为建设用地必须注意的问题是(AD ) A房屋选址应尽可能避开顺层斜坡B应在滑坡前缘开挖坡脚 C应在滑坡后缘堆弃土石D管理好引排水沟渠和蓄水池塘 三、读图题 1、地质灾害包括崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降(塌陷)、火山和地震等。读图回答下列问题

滑坡型泥石流研究报告

滑坡型泥石流研究报告 1:研究动机 滑坡型泥石流给人们带来了许多灾害与损失。 1:研究的目的 让人知道滑坡型泥石流的形成原理,以此来预防做出可能加速其形成的举动,学到防范于未然的措施。 3:研究方法 上网查找相关资料 4:研究内容 Q1: 滑坡型泥石流是什么? A:一般认为在重力、冻水压力、地震或其他某些力的作用下,斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱带做整体地向前、向下移动的现象,谓之滑坡。而泥石流一般认为是一种特殊的物质运动的自然现象;它介于山崩、滑坡等块体重力及动力运动与流水等液体水力运动之间,呈粘性层流或稀性紊流状态,是各种自然营力和人为因素综合作用的结果。滑坡和泥石流虽然是两种不同的块体运动类型,在许多情况下,滑坡和泥石流相伴而生,迅速转化,难以区分,因此滑坡型泥石流和一般滑坡泥石流不同,它具备滑坡和泥石流的一些特征。 Q2: 什么让滑坡型泥石流形成? A: 松散碎屑堆积物为滑坡型泥石流提供了丰富的固体碎屑物源。在一定的地形地貌条件下,特定的水动力来源则会激发土体发生滑坡,然后快速转化高速流动。土体能否发生位移运动,决定斜坡上土体的静力平衡是否被破坏,一般松散堆积土石位于斜坡上,在其自重作用下产生垂直坡面的正应力和沿斜坡向下运动的分力即下滑起动力,由于土体与斜坡地面之间产生抗滑动的摩擦力即抗

滑动的抗剪强度,有人称临界起动力,当下滑起动力小于临界起动力时,土体处于稳定状态;两者相等时,土体处于极限平衡状态;当前者大于后者时,极限平衡被打破,土体快速向下滑动,在特定水动力条件下形成滑坡型泥石流 5:研究结论 如何预防滑坡型泥石流: 1.消除和减轻地表水和地下水的危害 2.改善边坡岩土体的力学强度 3.在斜坡上———修筑梯田和水平台地 4.在冲积锥上———修建谷坊或冲积物收集池 5.在河床上———主要是修建谷坊等减小河床比降的水工建筑物;修建阻挡滞洪冲积物的建筑物 6:研究心得 尽管滑坡型泥石流是一种自然灾害,但人类活动却是可以加速起发生或阻止其形成的。所以,人类应该学会如何进行防范措施,同时要控制危害自然环境的举动。

第一性原理研究氧化锌晶体的

第36卷第4期 人 工 晶 体 学 报 V o.l 36 N o .4 2007年8月 J OURNAL O F S YNTHET IC CRY STA LS A ugust ,2007 第一性原理研究氧化锌晶体的 电子结构和光学性质 应杏娟1,张兴德1,郝志武2 (1.上海理工大学光电学院,上海200093;2.人工晶体研究院,北京100018) 摘要:为了研究氧化锌晶体的光学性质,本文采用密度泛函理论(DFT )的广义梯度近似(GGA )下的平面波赝势法 计算了氧化锌晶体的电子结构、复数折射率、介电函数、光电导谱和吸收光谱。介电函数的虚部、吸收光谱、折射率 等它们的峰值位置存在一一对应关系,这表明了它们之间存在着内在的联系,它们都与电子从价带到导带的跃迁 吸收有关,这为从物理本质上理解氧化锌晶体的光学性质提供了重要的依据。计算结果与实验结果吻合得很好。 关键词:氧化锌晶体;电子结构;光学性质;模拟计算 中图分类号:O 731 文献标识码:A 文章编号:1000 985X (2007)04 0784 05 First pri nci ple Study on the E lectronic Structures and the Optical Properties for the Perfect Zn O Si ngle Crystal YI N G X ing juan 1,Z HANG X i n g de 1,HAO Zhi wu 2 (1.C ollege ofOpti cs and E l ectron i cs E ngi neeri ng ,Un i versity of Shanghai f or Sci en ce and T echnol ogy , Shanghai 200093,C hina ;2.Research In stictute of Synthetic C ryst a l s ,B eiji ng 100018,Ch i n a) (R ecei ved 26January 2007) Abst ract :The electron ic structure ,d ielectr i c function ,co m plex reflecti v ity i n dex and absorption spectra of the perfect ZnO cr ystal have been calcu lated usi n g density functional theory code C ASTEP . Genera lized grad i e nt approx i m ati o ns (GGA )are chosen for the theoretical basi s of density function .The resu lts have been discussed in deta i.l The peaks of the absorption spectra correspond i n g w ith w hich electr onic transiti o n have been studied.The ca lculated results prov ide the good basis for deeply understand i n g t h e optica l properties o f the ZnO sing le crysta.l The ca lculated resu lts are good ag ree m en t w it h the experi m enta l results . K ey w ords :ZnO si n g le crysta;l electr onic str ucture ;optica l properties ;si m u lation 收稿日期:2007 01 26 基金项目:上海市教委重点学科项目资助(No .T0501) 作者简介:应杏娟(1965 ),女,浙江省人,硕士,高级工程师。E m ai:l yi ngxxi ng j uan @163.co m 1 引 言 ZnO 是一种宽禁带 族化合物半导体。它在低压荧光、催化及气体传感器等领域有着广泛的应用。近10年来,由于光电信息技术的发展,短波激光二极管的研究成为半导体激光器件研究的热点。关于ZnO 微晶结构薄膜在室温下光激发紫外受激发射的报道发表以后,这种材料重新引起人们的重视并迅速成为半导体激

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