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《電化學沉積制備zno納米晶薄膜及其性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、南京航空航天大學碩士學位論文摘要以硝酸鋅和硝酸鉀混合溶液為電解液，采用兩電極體系在FTO基片和p-Si(100)襯底上制備了c-軸取向的ZnO薄膜。通過改變電沉積過程的各種參數(shù)，獲得了具有不同形態(tài)和性能的ZnO納米晶薄膜。研究發(fā)現(xiàn)，改變沉積電壓和外加超聲振動能夠?qū)Ρ∧さ男蚊埠徒Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生強烈的影響；不同沉積電壓下的薄膜生長方式不同，在較低電壓下，薄膜生長方式為島狀生長；隨著沉積電壓的升高，薄膜的生長方式由島狀變?yōu)閸u狀－層狀相結(jié)合的方式生長；當沉積電壓達到2.8V以后，薄膜按照層狀方式生長。本文用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、紫外－可見
2、和紫外－熒光分光光度計分析了薄膜的相結(jié)構(gòu)，晶粒尺寸、光學性能與發(fā)光特性。發(fā)現(xiàn)薄膜的(002)衍射峰隨著沉積電壓的增加而顯著增強；從掃描電鏡照片可以看出，薄膜中晶粒為典型的六方柱狀結(jié)構(gòu)，不同樣品的晶粒尺寸介于100~400nm之間。由于晶粒度大小不同，納米晶薄膜的光學禁帶寬度介于3.32~3.34eV。隨著沉積電壓的升高和沉積時間的延長，薄膜晶體顆粒逐漸長大，光學透過率降低。若在沉積過程中引入超聲波，由于受到超聲振動的抑制，薄膜晶粒的尺寸下降。若對襯底進行選擇性腐蝕，使薄膜在生長初期有選擇地成核，則可以制備納米花狀的ZnO納米晶薄
3、膜，其熒光受激發(fā)光有藍移現(xiàn)象。在對ZnO/Si異質(zhì)結(jié)施加電壓時，異質(zhì)結(jié)呈現(xiàn)明顯PN結(jié)特性；在對ZnO/Si異質(zhì)結(jié)加以光照時，異質(zhì)結(jié)呈現(xiàn)了顯著的光生電流特性。關(guān)鍵詞：ZnO，電沉積，超聲波，異質(zhì)結(jié)，受激發(fā)光，納米晶薄膜，光生電流效應(yīng)i電化學沉積制備ZnO納米晶薄膜及其性能研究AbstractAtwo-electrodesystemwasemployedtofabricatec-axisorientedZnOfilmsonaFTOwaferandp-Si(100)substrateinamixedZn(NO3)2/KNO3aqueo
4、uselectrolyte.WeobtainedZnOnano-crystalinefilmswithdifferentmorphologyandcharacteristicsbyadjustingtheparametersintheelectrodepositionprocess.Itwasdiscoveredthemorphologyandstructurewerestronglyaffectedbyadjustingdepositionvoltageandapplyingultrasonicwave.Thefilmgrow
5、thmodewasdifferentatdifferentvoltage,whichisislandgrowthatlowervoltageandlayergrowthathighervoltage.Withtheincreaseofvoltage,thegrowthmodewouldundergoagradualtransitionfromislandmodetoisland-layercombinedmode,andthentolayermodelastifvoltagewashigherthan2.8V.Inthispap
6、er,X-raydiffraction,scanningelectronmicroscopy,UV-VISandUV-FLUspectroscopywereemployedtoanalyzethephasestructure,surfacemorphology,opticalabsorptionandstimulatedluminescenceproperties,respectively.Itwasfoundthatthe(002)peakintensityofXRDpatternsincreasedapparentlywit
7、htheincreaseofdepositionvoltage.Thegrainshapesweretypicallyhexagonalindifferentsampleswiththegrainsizebetween100~400nm.Theopticalbandgapofnano-crystallinefilmsisbetween3.32~3.34eV,duetodifferentgrainsizes.Thegrainsizesoffilmweregrowingupandthetransmittancewiththeincr
8、easingofdepositionvoltageandtime.Ifappliedultrasonicwavetothedepositionprocess,thegrainsizeoffilmsdecreased,becausetheinhibitoryeff
