溶膠-凝膠法制備zno薄膜

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1、上海大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要ZnO屬于六方晶系6ram點(diǎn)群，纖鋅礦結(jié)構(gòu)，存在c極軸。(002)高度定向的多晶薄膜能夠具有單晶那樣優(yōu)良的壓電性(高的機(jī)電耦合系數(shù)和低的介電常數(shù)等)，在聲表面波器件領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本論文以二水合醋酸鋅、Z,--醇甲醚、乙醇胺、一水合氯化鋰等為前驅(qū)物，在載玻片襯底上以溶膠一凝膠旋涂法制備了Li：ZnO、Mg：ZnO、(Li．Mg)：Zn0薄膜，試驗(yàn)了摻雜濃度、溶液濃度、熱處理溫度、旋涂層數(shù)等制備工藝對(duì)ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及電性能的影響，運(yùn)用XRD、SEM、EDS等對(duì)所制得的樣品進(jìn)行了分析和研究，結(jié)果表明：適量Li

2、或Mg的摻雜非常顯著的促進(jìn)ZnO薄膜(002)定向、晶粒增大、薄膜致密性增強(qiáng)、電阻率提高；當(dāng)摻雜濃度過(guò)高時(shí)(Li／Zn摩爾比>O．1或Mg／Zn摩爾比>O．04)，薄膜的定向性減弱，出現(xiàn)了(100)、(101)等雜峰，薄膜的電阻率下降，晶粒均勻度變差。在摻Li(Li／Zn=0．1)的情況下，隨著Mg摻雜濃度的提高，薄膜(002)定向性更好，電阻率增大，其最大值可達(dá)8．2×107Qcm：當(dāng)摻雜濃度過(guò)高時(shí)(Mg／Zn>0．04)，薄膜的定向性減弱，電阻率下降。適當(dāng)?shù)娜芤簼舛?、熱處理溫度、旋涂層?shù)有助于薄膜(002)定向，隨著溶液濃度、熱

3、處理溫度、旋涂層數(shù)進(jìn)一步的增加，薄膜的定向性減弱，出現(xiàn)了(100)、(101)等雜峰。當(dāng)摻雜濃度過(guò)高或過(guò)低、溶液濃度過(guò)高、熱處理溫度過(guò)高或過(guò)低、旋涂層數(shù)過(guò)少或過(guò)多Ht‘，ZnO薄膜中出現(xiàn)了ZnO納米棒。當(dāng)摻雜濃度為L(zhǎng)i／Zn=0．1和Mg／Zn=0．04、溶液濃度為O．45mol／L、熱處理溫度為610。C、旋涂7層時(shí)，可制備出(002)高度定向、晶粒均勻、表面平整光滑、電阻率高的Li：ZnO、Mg：ZnO和(Li，Mg)：ZnO薄膜。同時(shí)，在Sol。Gel法制備的ZnO薄膜樣品中觀察到ZnO納米棒。關(guān)鍵詞：ZnO薄膜，溶膠凝膠法，

4、(002)定向，摻雜，ZnO納米棒V上海大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractZjncoxide(ZnO)isanoncentrosymmetriccrystalwiththehexagonalthestructure(6mm)．ZnOthinfilmswithprofferedorientationalong(002)planeshowexcellentpiezoelectricproperties(1argeelectromechanicalcouplingcoefficientandlowdielectricconstant)，an

5、dhavebeendemonstratedtOworkashighfrequencysurfaceacousticwave(SAW)devices．Inthiswork，ZnOthinfilmsdopedwithLi+，Mga+orLi+／MgZ+havebeenpreparedonglasssubstratebythesol—gelmethodusingzincacetate，2-methoxyeIhan01andmonoethanolamineasstartingmaterials．Theeffectsofprocessingp

6、arameterssuchasdopants，solutionconcentration，postheatingtemperatureandspin—coatinglayersonthemicrostructurestructuresandtheelectricalpropertiesofZnOthinfilmshavebeeninvestigatedbyXRD，SEMandEDSanalysis．TheresultsshowthatproperLi+orM92。dopantscanobviouslyimprovetheeystal

7、tizationandthepreferringorientationalong(002)planeofZnOgrains．Thecrystallinesizeincreasesandthesurfaceofthefilmsbecomedenserandmorehomogeneouswiththeincreaseofdopingamount．Theresistivityofthefilmincreasesfrom0．31x106Qcmforundopedsampleto8．9x106QcmforI,i+／Zn抖=¨sampleand

8、3,2x106QcmforM92+／Zn”=O．04sample，andslightlydemleaseswithfllrtherincreasingdopingamountAtthesametime，otherpeakssuchas