研究目的
研究锰掺杂对HgO纳米结构薄膜的微观结构、半导体及光电性能的影响。
研究成果
在HgO纳米结构薄膜中掺杂Mn元素可减小晶粒尺寸，通过sp-d交换作用和量子限域效应增大光学带隙，并降低折射率与消光系数。其色散参数随Mn含量可调，使该薄膜适用于光电器件设计。未来研究可探索更高掺杂浓度或替代沉积工艺以提升性能。
研究不足
薄膜在室温下沉积于非晶基底上，导致结晶度较低。XRD、FE-SEM和AFM三种方法测得的粒径存在差异，表明技术精度存在局限。观察到Mn在HgO中的溶解度极限超过x=0.2，限制了掺杂范围。潜在的优化方向包括采用晶体基底或提高沉积温度以改善薄膜质量。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用电子束蒸发法在室温下于康宁玻璃基底上沉积锰掺杂氧化汞薄膜，锰浓度范围为0至0.2。研究目的是探索锰掺杂对光电应用中结构和光学性能的影响。理论模型包括：X射线衍射（XRD）用于结构分析，Tauc关系式用于带隙测定，Wemple-DiDomenico模型用于折射率色散分析。
2：2。研究目的是探索锰掺杂对光电应用中结构和光学性能的影响。理论模型包括：
2. 样品选择与数据来源：样品采用高纯度氧化汞和氧化锰粉末（Sigma-Aldrich公司99.999%纯度）通过固态反应和球磨混合制备。薄膜沉积于康宁玻璃基底（型号1022）。数据来源包括XRD、场发射扫描电镜（FE-SEM）、原子力显微镜（AFM）和分光光度计测量数据。
3：样品选择与数据来源：
3. 实验设备与材料清单：设备包括电子束蒸发装置（Cobitron CM 30，LEYBOLD-HERAEUS）、XRD（岛津XRD 6000衍射仪）、FE-SEM（蔡司Supra 55）、AFM（布鲁克Veeco Nanoscope V533r1sc1）、分光光度计（JASCO V-670）及微量天平。材料为氧化汞和氧化锰粉末、康宁玻璃基底、丙酮及蒸馏水。
4：999%纯度）通过固态反应和球磨混合制备。薄膜沉积于康宁玻璃基底（型号1022）。数据来源包括XRD、场发射扫描电镜（FE-SEM）、原子力显微镜（AFM）和分光光度计测量数据。 实验设备与材料清单：
4. 实验流程与操作步骤：将粉末混合球磨48小时，压制成锭后以2 nm/s速率蒸发至清洁基底表面形成180 nm厚薄膜?；拙退逑?。沉积后进行XRD、FE-SEM、AFM及光学性能测试。
5：5）、AFM（布鲁克Veeco Nanoscope V533r1sc1）、分光光度计（JASCO V-670）及微量天平。材料为氧化汞和氧化锰粉末、康宁玻璃基底、丙酮及蒸馏水。 实验流程与操作步骤：
5. 数据分析方法：采用Debye-Scherrer公式计算晶粒尺寸，Tauc图谱确定带隙，菲涅尔方程计算折射率，WDD模型分析色散参数。统计分析通过振荡参数线性拟合实现。
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获取完整内容-
X-ray Diffractometer
XRD 6000
Shimadzu
Used to examine phase purity and crystal structure of powder samples and films with Cu-Kα radiation.
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Field Emission Scanning Electron Microscope
Supra 55
ZEISS
Used to study the surface morphology and topology of the films.
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Atomic Force Microscope
Nanoscope V533r1sc1
Veeco, Bruker
Used to achieve grain size and surface roughness of the films.
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Spectrophotometer
V-670
JASCO
Used to measure spectral transmittance and reflectance in the wavelength range from 190 to 2500 nm.
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Corning Glass Substrate
1022
Corning
Used as the substrate for film deposition.
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Electron Beam Evaporation Unit
Cobitron CM 30
LEYBOLD-HERAEUS
Used for depositing thin films of Mn-doped HgO on substrates under high vacuum.
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Microbalance
Used to weigh stoichiometric quantities of HgO and MnO powders.
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Ball Milling
Used to grind the mixture of powders for 48 hours.
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HgO Powder
Sigma-Aldrich
High-purity (99.999%) analytical grade powder used as a reagent.
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MnO Powder
Sigma-Aldrich
High-purity (99.999%) analytical grade powder used as a dopant.
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