摘要:持续的发光材料在智能信号,抗矛盾和体内成像等各个领域都有应用。但是,缺乏对控制持续发光的确切机制的透彻理解,因此很难开发优化它的方法。在这里,我们提出了一个精确的模型,以描述Znga 2 O 4:Cr 3+的持续发光的各种过程,这是现场的主力材料。已经解决了一组速率方程,并且已经对电荷/放电和热发光测量进行了全局拟合。我们的结果建立了陷阱深度分布和余滴动力学之间的直接联系,并阐明了与Znga 2 O 4:Cr 3+纳米颗粒相关的主要挑战,确定了较低的陷阱概率和光学偏差,这是限制Znga 2 O 4:CR 3+的主要因素,并与大型Margin进行改进。我们的结果强调了准确建模对于未来余辉材料和设备设计的重要性。
我们研究了由金属有机化学蒸气沉积(MOCVD)在蓝宝石上生长的Znga 2 o 4纤维的电和光学性能,并在融合二氧化硅上通过脉冲激光沉积(PLD)生长的半绝制纤维。在700℃下形成的气体退火后,MOCVDFILM高度传导,室温载体浓度为2 10 20 cm 3,迁移率为20 cm 2 /v s,直接带茎gap吸收在3.65 eV和4.60 eV和4.60 eV中。在相同的退火条件下,PLD纤维是半绝制的,在5.25 eV时具有直接的带隙吸收。声子结构对于电气传导以及超导性和其他量子现象很重要,由于晶胞中的原子数量大量(以及声子分支)非常复杂。然而,我们表明,可以通过基于量子的磁磁性贡献的声子在温度跨度T¼10-200k的情况下直接测量。约10至90 MeV,与密度功能理论计算得出的Znga 2 O 4状态密度(在0 K)的能量范围一致。然后可以通过l tot1¼lii1ÞlpH 1对总测量的迁移率进行建模,其中l ii是由于电离脉冲散射引起的迁移率。具有高带隙,控制电导率,高击穿电压和散装增长能力,Znga 2 O 4为高功率电子和紫外检测器提供了机会。
因此,对于应用而言,非常需要一种带隙与 β -Ga 2 O 3 一样宽但对称性更高的材料。最近,Galazka 等人报道了块体熔融生长的高结构质量 ZnGa 2 O 4 (ZGO) 单晶,可由其制备不同取向的绝缘和半导体晶片。[11,12] ZGO 结晶为立方尖晶石结构(Fd3m 空间群),如图 1 中的球棒模型所示。尖晶石是指一类化学式为 AB 2 X 4 的化合物,其中 A 是二价阳离子,如 Zn,B 是三价阳离子,如 Ga,X 是二价阴离子,如 O。在 ZGO 的正常尖晶石结构中,Zn 占据四面体位置,而 Ga 占据八面体位置。在高温熔体生长过程中,八面体和四面体位置的占据是随机的。[11] 长时间冷却可稳定正常尖晶石结构,而较短的冷却时间会引入反位缺陷。反位缺陷导致 n 型导电性,自由电子浓度在 10 18 – 10 19 cm 3 的数量级上。在氧化气氛中以 800 – 1400 C 的温度进行 10 小时的生长后退火或在 700 C 的温度进行 40 小时的生长后退火后,ZGO 晶体可转变为绝缘状态。[11 – 13] 由于其立方尖晶石结构,ZGO 具有各向同性的热性能和光学性能。发现 ZGO 的光学带隙为 4.6 eV,接近 β -Ga 2 O 3 的光学带隙,并且没有观察到优选的解理面。[11,12]