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《zno薄膜制備及其光、電性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、_}蠢夫擎簿士淪文ZnO薄膜制備及其光、電性能研究摘要六方纖鋅礦結構的ZnO材料出于其具有獨特的電學和光學性能，在壓電、氣體傳感器、光電器件等領域有廣泛的應用。本文采用Sol-gel法和RF磁控濺射法在玻璃祁Si(1lI)襯底上沉積了ZnO薄膜，并對薄膜的結構、襲蕊形貌、電學性藐琴囂斃學漣縫等遴抒了表緩。以二水合醋酸鋅、乙二醇甲醚、乙醇被、二永合氯化鎂等為魏驅(qū)物，在載玻片襯底上Sol--gel法制備TZnO薄膜，系統(tǒng)研究了摻雜量、溶液濃度、熱處理溫度等對薄膜性能的影響。實驗結果表明，適鬣Li或M
2、g的摻雜可促進薄膜(002)定向生長，著明顯提贏材辯的電阻率；溶液濃鷹為O．45mol／L、旋涂7次、在610℃下熱處理戇Li／Mg共摻(Li／Zn=0，10，Mg／Zn*0．04)ZnO薄貘星城投靜靜(002)定向性，定向指數(shù)達O．96t，電阻率達6．0x107ncm。薄膜從光致發(fā)光研究表明，“摻雜ZnO薄膜在PL譜上出現(xiàn)了403nm的發(fā)光峰，同時ZnO的帶邊發(fā)射(NBE)蜂(371nm)消失，而Mg摻雜后不改變NBE峰的位囂。隨Li和／或Mg摻雜濃度熬秀怒，ZnO蘑簇謄葶辯數(shù)滾戇緩發(fā)競漣(D
3、LE)變疆。臀次采用高RF磁控濺射功率(550W)制鑄了(100)擇優(yōu)取翔翰Zn0，其定向指數(shù)可達0．752，而在較低的功率(200～380W)下濺射，薄膜呈現(xiàn)很好的(101)取向，定向指數(shù)達0．799；旗片加熱至250。C、濺射功率200W時，制備的ZnO薄膜剃襲現(xiàn)為(002)擇優(yōu)欺自蛙，定向指數(shù)為0．742。馱原予堆積方式懿角度提出了不潮擇優(yōu)取南薄貘的鬢三長楓理。對三釋攆饒毅囪薄簇豹鑫掇鬻數(shù)懿測試縫采表明，(002)取向的晶胞較小，而(101)取向的薄膜晶胞最大。(100)取向薄膜的PL譜以
4、Li的雜質(zhì)能級峰(399nm)為主，(002)取向的薄膜以Zni缺陷的能級峰(420nm)為主，而(101)取向薄膜主要為帶邊發(fā)射(384nm)；薄膜的電阻率隨濺蘩功率豹遂熱瑟逢太；薄膜懿衰瑟形襞表鞠，(100)醞逡翁澎羧與英它取淘薄膜相比晶柱更加細密。佟為對比，實驗還在Si(111)襯底上磁拄濺射了ZnO薄膜，結果裁明，RF功率在200．～550W范圍內(nèi)均可敬得(002)定向性極好薄膜，而在100W功率下，薄膜呈現(xiàn)“叭)擇優(yōu)取向。V上海大學辯-t曉文Li的摻雜會使磁控濺射的ZnO薄膜光學禁帶繳
5、度變小，(10I)取向溥膜的光學禁帶寬鷹最大，隨熱處理溫度升高及濺射功率的增大，薄膜的禁帶寬度隨之變小。實駿還蓄次麓Sol--gel滾弼蟄Li、Mg瑟Li／Mg：ZnO過渡層，孬在過渡垂皇磁控濺射ZnO薄膜。結果表明，在Mg：ZnO、Li／Mg：ZnO過渡層上沉積的ZnO薄膜(002)定向性要明顯優(yōu)于譙Li：ZnO過渡層上沉積的薄膜，且(002)定向性隨過渡層加脬麗提高。采用Mg：ZnO過渡層(2層)、在優(yōu)化的濺射功率下(380W)蒡蓮雩亍逶豢懿熬處理，摹l褥靜ZnO薄簇(002)定囪撂數(shù)可達0
6、。948，翳瓣，薄摸中靜晶載均勻，致密性好。在低溶液濃度(O．25mol／L)下，采用Sol--gel法在玻璃襯底上可制得(002)定向指數(shù)達O．984的ZnO納米糕陣列(直徑50～80nm，長度200～500nm)：溶液激發(fā)提贏質(zhì)，這些納米捧密度增搬，楣互之間出現(xiàn)糙連，表現(xiàn)為薄膜褥縫。論文還討論了鞠米棒懿形成橇稍。關鍵詞；ZnO薄膜：Sol—geI法：RF黻控濺射法；PL譜；ZnO過渡層：ZnO納米棒陣列(10I)定翻：(100)定向V{上海大學媾：￡銫文StudyOilPreparation
7、，ElectricalandOpticalPropertiesofZnOThinFilmsAbstractZnOmaterialwithhexagonalwurtzitestructurehasbeenwidelyusedinpiezoelectric，optoelectronicdevicesandsensorsduetoitsuniqueelectricalandopticalproperties．InthispapeLtwomethods，sol。gelandRFmagnetronsput
8、tering，wereemployedtofabricateZnOthinfilms。Thestructural，electricalandopticalcharacteristicsofZnOfilmswereinvestigatedusingXRD，AFM，SEM，EDSandphocoIuminescent(PL)measurements“+，M礦andLi+／Mg”dopedZnOfilmswerepreparedOnlime-glasssubstratebys01．gelmethodu
