一维高迁移率、Si掺杂的In2O3(ZnO)m透明纳米电极材料的研究

本课题拟采用简单的化学气相沉积法，制备Si掺杂的In2O3(ZnO)m（SIZO）一维透明的纳米电极材料；通过改变前驱物中Si的含量，调控In2O3(ZnO)m（IZO）纳米带（线）中Si的掺杂浓度；研究Si的掺杂浓度、超晶格取向和材料组分（或m值）对材料的透光率的影响；研究电子在单根纳米结构中的输运性质与微结构、超晶格取向和组分的相关性。最终获得具有高迁移率、高电导率和高可见透光率的新型一维IZO导电氧化物纳米电极材料，阐述其微结构与导电微观机制的物理相关性。采用Si作为掺杂剂，IV族Si元素替代Zn形成提供两个自由电子的施主，相对提供单个自由电子的III族元素掺杂剂，有利于减少结构缺陷和提高迁移率，进而提高材料的电导率。本课题对获得具有高性能的一维IZO透明电极材料，早日实现新一代透明电路的小型化和高度集成化具有重要意义。

实验上，利用化学气相沉积方法合成了不同Si掺杂浓度的In2O3(ZnO)m纳米带，对纳米带的微观结构进行了系统的表征和分析；理论上，对In2O3(ZnO)m材料的结构、形成能、电子态密度等应用第一性原理进行了计算。结合实验测试和理论计算的结果，分析了材料的可能晶体结构模型和电子传输机制。