用Mg杂的ZrO₂薄膜的电导机制

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 薄膜技术 薄膜技术

背景情况:

• 无形二氧化 (ZrO2) 是各种电子和光学应用的有希望的材料.
• 了解兴奋剂对无形ZrO2特性的影响对于材料优化至关重要.
• 迈耶-内尔德尔规则是一种在无序的半导体系统中观察到的现象.

研究的目的:

• 研究 (Mg) 兴奋剂对无形ZrO2薄膜的结构,光学和电气性能的影响.
• 探讨迈耶-内尔德尔规则对添加剂ZrO2.2的适用性.
• 为了阐明这些材料的导电机制.

主要方法:

• 在石英基板上使用浸泡涂层方法制造了具有不同Mg含量的无形ZrO2薄膜.
• 通过测量传导率和计算光学带间隙来表征光学特性.
• 研究电导率作为温度的函数,使用X射线光电谱 (XPS) 分析化学成分.

主要成果:

• 用Mg合的ZrO2薄膜在可见光谱和紫外线吸收中表现出透明度.
• 光带间隙从5.42 eV减少到4.12 eV,随着含量的增加.
• 电导率降低了Mg兴奋剂,与基 (OH) 基的增加相关 (37%至63%).
• 发现电导率遵守迈耶-内尔德尔定律,这对于ZrO2.2来说是一个新的发现.
• 该研究确定了小极子跳跃模型在非亚迪亚巴特饮食中作为这些样本中Meyer-Neldel规则的起源.

结论:

• 胺兴奋剂有效调整无形ZrO2薄膜的光学和电学特性.
• 观察到的电导率下降归因于OH组度增加.
• 在Mg-doped ZrO2中遵守梅耶-内尔德尔规则,可以了解其导电机制.
• 小极子跳跃模型解释了迈耶-内尔德尔规则,为开发先进的Mg-doped ZrO2设备提供了基础.