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Mg掺杂氧化镓材料的制备与性能研究
目录
内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.1.1氧化镓的物理性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.1.2Mg掺杂技术的应用前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.1.3研究目的及预期成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
1.2.1Mg掺杂氧化镓材料的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.2.2相关实验设备与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
1.2.3研究的创新点与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
1.3研究内容与方法论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
1.3.1实验材料与样品制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
1.3.2表征手段与分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
1.3.3性能测试与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
Mg掺杂氧化镓的理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2.1Mg在半导体中的作用机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.1.1Mg的价电子结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.1.2Mg掺杂对能带结构的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.2氧化镓的晶体结构与电子性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.2.1氧化镓的晶格常数与电子迁移率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.2.2氧化镓的带隙宽度与光电特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.3Mg掺杂氧化镓的理论模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2.3.1Mg掺杂浓度与电学性能的关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
2.3.2Mg掺杂对氧化镓光学性质的调制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
制备工艺与过程控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3.1前驱体材料的选择与合成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3.1.1前驱体材料合成方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
3.1.2前驱体材料纯度与均匀性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
3.1.3前驱体材料的结构优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
3.2掺杂过程的优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
3.3后处理与性能提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
3.3.1热处理对材料性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
3.3.2退火处理的机理与效果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
3.3.3表面处理技术对材料性能的提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
性能测试与表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
4.1光致发光光谱(PL)分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4.1.1激发波长的选择与调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
4.1.2荧光强度与量子效率的测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
4.1.3发光峰位置与半高宽的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
4.2X射线衍射(XRD)分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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