沉积温度对ZnO薄膜结构形貌及光学性能的影响

以Zn(NO3)2·6H2O为前驱体,采用超声喷雾热解法在玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外光谱仪(UVS)等对所得ZnO薄膜进行表征,研究了沉积温度对ZnO薄膜的结构、微观形貌及光学性能的影响。结果表明,沉积温度为500℃时所制备的薄膜质量最佳,形成的是六角纤锌矿ZnO结构,且薄膜沿(002)晶面择优取向生长显著,薄膜表面光滑致密,晶粒细小均匀,尺寸在50~60nm。薄膜表现出良好的光学性能,可见光透过率可达87%。     

Sb掺杂ZnO薄膜电学、光学性能研究

采用氧等离子体辅助脉冲激光沉积（PLD）法,在n-Si（001）衬底上制备出性能良好的Sb掺杂p型ZnO薄膜,其电阻率为44.18Ω.cm,空穴浓度为3.78×1016cm-3,霍尔迁移率为3.74 cm2V-1s-1,ZnO薄膜在室温下放置9个月,其p型性能基本保持不变。Ⅰ-V曲线显示良好的整流特性,进一步证明了Sb掺杂ZnO薄膜的p型导电性。进行低温光致发光（PL）谱测试,确认Sb掺杂p型ZnO薄膜存在2种受主态,其受主能级分别为161和336 meV,分析认为336 meV深受主为Zn空位;161 meV浅受主为由于Sb掺杂产生的SbZn-2VZn缺陷复合体。     

沉积温度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用RF磁控溅射法，在单晶硅衬底上生长出高质量的（002）晶面取向的ZnO薄膜．利用X射线衍射分析（XRD）、原子力显微镜（AFM）、光栅光谱仪等技术研究了沉积温度对ZnO薄膜的结构、应力状态、表面形貌和发光性能的影响．研究结果表明，在射频功率为100W时所制备的ZnO薄膜当沉积温度为500℃时能获得最佳的c轴取向和最小半高宽，此时ZnO薄膜具有较小的压应力和较好的紫外发光性．     

电化学沉积法制备一维氧化锌的研究

采用不同条件电化学沉积法在氧化铟锡（IT O ）导电玻璃基底上自组装生长了一维ZnO阵列。利用X射线衍射仪（XRD）和场发射扫描电镜（FESEM ）对其结构和形貌分别进行表征。结果表明,以种晶预生长时间为40 s的样品为衬底,Zn2＋浓度为0.005 mol/L ,CTAB浓度为0.005 mol/L ,HMT浓度为0.01 mol/L ,沉积时间为10 min ,沉积电位为0.90 V条件下,能够制备出高度取向且致密的一维氧化锌阵列。     

电化学沉积CdS薄膜及其在CZTS薄膜太阳能电池中的应用

采用硫代硫酸钠、硫酸镉,配以有机酸NTA调节溶液pH值,首次在碱性环境中电沉积制备CdS薄膜,并将其应用到Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太阳能电池中作为缓冲层．实验探讨了pH值、溶液浓度、沉积电位对薄膜晶体结构、形貌、界面等微观结构以及光学特性的影响、在pH值为9．36、Cd2＋浓度为0．025mol／L、沉积电位为-1．7V时,获得了表面均匀致密而无针孔、近化学计量原子比、禁带宽度为2．4eV的CdS薄膜,将其应用于CZTS薄膜太阳能电池中,所制备的缓冲层CdS薄膜展现了与CZTS薄膜良好的匹配性,CZTS／CdS的P—n结质量得到改善．     

恒电位法制备不同织构氧化亚铜薄膜工艺的研究

本文采用恒电位法探索了CuSO4和乳酸溶液在摩尔比为1：3的条件下络合,以三电极体系在导电玻璃上沉积C u2 O薄膜的最佳工艺条件。通过分析C u2＋与络合剂乳酸在不同的溶液温度,沉积电位、以及溶液pH的条件下络合,来确定其对Cu2 O薄膜的影响。采用X －射线衍射分析和扫描电子显微镜对薄膜样品结构和形貌进行表征。结果表明,在Cu2＋与乳酸的摩尔比为1：3,溶液温度为65℃～75℃,沉积电位为－1．2V～－2．8V ,溶液的 pH＝10～12的条件下,得到（111）择优取向生长的 Cu2 O 薄膜,呈砖红色,致密均匀。C u2 O膜（200）择优取向生长的参数范围是：溶液温度65℃,沉积电位－1．2 V ,p H＝7～9。     

脉冲激光沉积法制备Zn1-xCdxO薄膜及结构和光学性能研究

采用脉冲沉积（PLD）法在石英玻璃衬底上制备了Zn1-xCdxO薄膜,X射线衍射仪（XRD）结果表明,所制备的Zn1-xCdxO薄膜具有与ZnO同样的六角纤锌矿结构,且薄膜具有沿着（002）晶面择优取向生长特征,随着Cd掺杂浓度（x）的增加,衍射峰（002）向小角度方向移动,晶格常数增加。光致发光光谱表明Zn1-xCdxO薄膜随着Cd的掺杂浓度的增加使光学带隙逐渐变窄了,且控制掺入量就可以实现ZnO薄膜禁带宽度在一定范围内连续可调。     

离子束增强沉积Al-N共掺杂ZnO薄膜的制备

用Al2O3粉体与ZnO粉体均匀混合，压制成溅射靶。在Si和SiO2／Si衬底上。用离子束增强沉积（IBED）方法对沉积膜作Ar^＋／N^＋注入，制备Al-N共掺杂氧化锌薄膜（ANZO）。在氮气氛中作适当的退火，可以方便地获得取向单一、结构致密、性能良好的共掺杂ZnO薄膜。探索用IBED方法在Si和SiO2衬底上制备优质掺杂薄膜的可能性。初步研究了ANZO共掺杂薄膜的结构、电学和光学性能。     

H2／（Ar＋H2）流量比对AZO薄膜结构及光电性能的影响

在Ar＋H2气氛下,用RF磁控溅射法在室温下制备Al掺杂的ZnO（AZO）薄膜,研究H2／（Ar＋H2）流量比对薄膜结构和光电性能的影响。结果表明,在沉积气氛中引入H2可以提高AZO薄膜的结晶质量,降低AZO薄膜的电阻率,提高其霍尔迁移率和载流子浓度;H2／（Ar＋H2）流量比为5％时,AZO薄膜的最小电阻率为1．58×10^-3Ω·cm,最大霍尔迁移率和载流子浓度分剐为13．17cm^2·（V·s）^-1和3．01×10^20cm^-3;AZO薄膜在可见光范围内平均透光率大于85．7％。     

ZnO薄膜的制备及其Al掺杂工艺的初步探讨

采用MF-PECVD法制备ZnO和高透射率的ZAO薄膜,分析了影响ZnO和ZAO薄膜质量的因素。研究了透射率与衬底温度、沉积时间、锌源浓度以及A l杂质含量之间的关系,讨论了工艺参数对薄膜透射率、颜色、均匀度、附着力、成膜速率及其晶型的影响,给出了制备ZnO和ZAO薄膜的优化条件。     

ZnO/TiO_2核壳异质结的制备及其光电性能研究

采用硝酸锌/六次甲基四胺溶液体系,首先利用水热法在ITO导电玻璃基片上制备ZnO纳米棒,然后,再利用溶胶-凝胶法,并结合浸渍-提拉工艺在附有ZnO纳米棒的ITO导电玻璃基片上制得ZnO/TiO2核壳异质结,考察了TiO2溶胶的浓度以及拉膜次数对异质结形貌及其性能的影响.结果表明：TiO2溶胶的浓度和拉膜次数都对异质结的形貌有显著的影响,TiO2在ZnO纳米棒表面的附着量随TiO2溶胶的增加而增大.另外,拉膜次数的增多也会增加TiO2在ZnO纳米棒表面的附着量,在适宜的附着量下会得到形貌较好的ZnO/TiO2核壳异质结.基于ZnO/TiO2核壳异质结的设备,其光电转化效率提高了50.79%     

在蓝宝石、MgO衬底上ZnO波导膜的制备

以ZnO烧结陶瓷为靶材,应用射频磁控溅射技术在（001）蓝宝石、（100）MgO衬底上制备ZnO波导薄膜。利用棱镜耦合、X射线衍射、RBS背散射分析等技术研究了所沉积薄膜的光波导及内部结构信息。结果表明：在两种衬底上所沉积的ZnO薄膜可以形成优良的平面光波导结构;薄膜结晶状况为存在少量其他晶向的C轴择优取向;薄膜含有的Zn及O组分原子数比例为近化学计量比;薄膜的沉积速率受衬底材料表面能作用轻微影响;薄膜的有效折射率较ZnO体材料小且受衬底材料影响。生长在蓝宝石衬底上ZnO薄膜的平均晶粒尺寸较在MgO衬底上的小,且其随膜厚的增加无明显变化,但在MgO衬底上晶粒尺寸则随膜厚的增加有增大趋势。     

石墨烯／ZnO／聚苯胺复合材料的制备及其储锂性能的研究

以六水合硝酸锌、石墨及苯胺为原料,采用传统水热一原位聚合两步法首次制备了石墨烯／ZnO／聚苯胺复合材料．通过XRD、SEM、FT—IR、TG等分析方法对产物进行表征,并测试了该复合材料的储锂能力和循环稳定性．实验结果表明：ZnO以纳米棒状结构均匀分布在石墨烯表面,聚苯胺包裹在石墨烯／ZnO的表面形成石墨烯／znO／聚苯胺复合材料．电化学性能测试结果表明：石墨烯的存在可有效提高ZnO的导电性,同时聚苯胺柔性分子链可有效缓冲ZnO在充放电过程中的体积效应,对电极材料的循环稳定性起到了至关重要的作用．     

气相法控制生长四脚状氧化锌纳米针的研究

以H2O2陈化处理的锌粉为原料,采用化学气相沉积法通过控制载气中氧的含量、反应时间、沉积温度等参数条件,实现了四角状氧化锌纳米针的控制生长．借助于扫描电镜、X线衍射和X线能谱仪对不同实验条件下制备的样品进行形貌和结构的细致表征．实验结果表明,在高温气相反应中,锌蒸气的超饱和是控制四角氧化锌纳米结构初始形核孕育和形貌尺寸长大的关键因素．在此基础上,对氧化锌纳米结构的生长机理进行了探讨．     

Al掺杂ZnO超细粉体的制备及表征

利用溶胶-凝胶法在一系列不同实验条件下制备出了ZAO超细粉体,用正交试验法对实验条件进行设计,确定了最佳实验条件,并利用差热-热重分析仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等对得到的ZAO超细粉体进行了分析和表征。结果表明,在煅烧温度1 150℃,乙醇与水的比例为2.5,醋酸锌浓度为2.5 mol/L,柠檬酸三胺浓度为0.5 mol/L,氧化铝与氧化锌的质量比为3%的实验条件下,能够得到具有交错柱状晶体的ZAO超细粉体。同时,在850℃处成功对ZnO进行了铝的掺杂。     

衬底和热处理温度对ZnO薄膜的微观结构的影响

采用Sol-gel法,在普通载玻片和Si（100）上使用旋转涂覆技术制备了具有c轴择优取向生长的ZnO薄膜。利用XRD和SEM研究了衬底和热处理温度对ZnO薄膜的物相结构、表面形貌和（002）定向性的影响。结果表明,sol—gel旋涂法制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,玻璃衬底上生长的ZnO薄膜为多晶形态,Si（100）衬底表现出更优取向生长特性。随着热处理温度的升高,c轴择优取向程度逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增大,ZnO的晶格参数先增加后减小。当温度在700℃时长出明显的柱状晶粒。     

Li掺杂对ZnO薄膜发光特性的影响

为研究碱金属Li掺杂ZnO薄膜的结构及光学性能,利用射频磁控溅射法（RF）在si基片上制备ZnO薄膜和Zn1-LixO薄膜,通过x射线衍射、原子力显微镜和光致发光对薄膜进行测试．研究结果表明：基片温度为450℃时,（002）峰成为薄膜的主要衍射峰;掺入碱金属Li后,薄膜表面颗粒依然均匀;Li掺杂量在5％～15％变化时,带间跃迁峰发生明显红移现象,各发光峰的强度呈抛物线形式变化．