Eu3+,Li+共掺杂ZnO薄膜结构与发光性质的研究

为了研究Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜结构与发光性质,采用脉冲激光沉积方法在P型单晶Si（111）衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,其中,Eu3+作为发光中心,而Li+作为低价电荷的补偿离子和发光敏化剂。分别对样品进行了X射线衍射谱测试和光致发光谱分析。得出的数据中X射线衍射谱显示,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,X射线衍射谱中除ZnO晶向以外没有出现其它结晶峰;Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜的光致发光谱与ZnO纯晶体薄膜的发射光谱基本相似,但是掺杂ZnO薄膜的紫外发光峰却出现红移现象,峰值位于382nm处,且发光峰也不尖锐。当以395nm的激发光照射样品时,在光致发光光谱中观察到了稀土Eu3+在594nm,613nm附近的特征发光峰。结果表明,掺杂元素Eu3+,Li+均已进入到ZnO晶格中,形成了以Eu3+为发光中心的ZnO纤锌矿结构。     

PLD法生长Al_2O_3基ZnO薄膜的特性

在不同衬底温度下,用脉冲激光沉积法(PLD),在Al2O3(0001)平面上生长了ZnO薄膜。研究了衬底温度对其结晶质量、电学性质以及发光性质的影响。结果显示:XRD在2θ为34°处出现了唯一的ZnO(0002)衍射峰;ZnO薄膜的电阻率随衬底温度的升高而增大;在衬底温度为500℃时,出现了位于410nm附近的特殊的光致发光(PL)峰。     

ZnO：Ag薄膜的结构对其紫外发光增强的研究

利用脉冲激光沉积方法(PLD),在Si(100)衬底上生长了银掺杂的氧化锌薄膜(ZnO:Ag),所用的激光波长分别是1064 nm和355 nm.通过x射线衍射分析发现,两种不同激光沉积样品的晶体结构有很大的区别.此外,由1064 nm激光制备的ZnO:Ag薄膜,在氧气中800℃的条件下退火一个小时后,在其光致发光(PL)谱中发现,样品的紫外发光峰强度随薄膜中Ag含量增加而急剧增强,但在同样条件下处理的由355 nm激光制备的薄膜,没有观察到类似现象.经过分析和比较,我们认为这种紫外发光增强的特殊现象,是ZnO:Ag薄膜中的纳米Ag颗粒所引起的局部等离子共振而导致.     

Cu掺杂ZnO薄膜光学性质的研究

为了制备结晶质量好的Cu掺杂ZnO薄膜,研究其结构和光学性质,采用脉冲激光沉积方法,在Si衬底上选择不同的衬底温度来制备薄膜。实验成功制得了结晶质量较好的Cu掺杂ZnO薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了测量和分析。所制备的样品均表现出高度的c轴择优取向,衬底温度为300℃时,薄膜表面形貌均匀致密;在样品的光致发光谱中,发现样品除了在380nm附近出现紫外发光峰外,在460nm附近出现了蓝光发光峰,真正意义上实现了ZnO薄膜的蓝光发射。结果表明,衬底温度对其晶体质量有较大影响。     

持效疏水二氧化硅增透膜的制备和研究

为了制备结晶质量好的Cu掺杂ZnO薄膜,研究其结构和光学性质,采用脉冲激光沉积方法,在Si衬底上选择不同的衬底温度来制备薄膜.实验成功制得了结晶质量较好的Cu掺杂ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了测量和分析.所制备的样品均表现出高度的c轴择优取向,衬底温度为300℃时,薄膜表面形貌均匀致密;在样品的光致发光谱中,发现样品除了在380nm附近出现紫外发光峰外,在460nm附近出现了蓝光发光峰,真正意义上实现了ZnO薄膜的蓝光发射.结果表明,衬底温度对其晶体质量有较大影响.     

Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌和光学性质

用原子力显微镜、紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪观察采用溶胶-凝胶法制备的Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌、透射光谱和光致发光谱.结果表明,Al掺杂量为0.5at 9/6的ZnO薄膜经550℃退火处理后,粗糙度为1.817,Al掺杂量为1.0at%的ZnO薄膜经600℃退火处理后,粗糙度增大到4.625.样品在可见光范围内的平均透过率均大于80%.当激发波长为325 nm时,在397 nm(3.13 eV)附近出现紫外发光峰;当激发波长为360 nm时,在443 nm(2.80 eV)附近出现蓝色发光峰.探讨了样品的蓝光发光机制.     

氧分压对PLD法生长Si(111)基ZnO薄膜性能的影响

在不同氧分压下用脉冲激光沉积(PLD)法在n型硅(111)衬底上生长ZnO薄膜。通过对其进行XRD、傅里叶红外吸收(FTIR)和光致发光谱(PL)的测量,研究了氧分压对PLD法制备的ZnO薄膜的结晶质量和发光性质的影响。XRD显示,氧分压为6.50Pa时可以得到结晶质量最佳的ZnO薄膜。PL谱显示,当氧分压由0.13Pa上升至6.50Pa时,位于380nm附近的主发光峰的强度最大。当氧分压进一步上升至13.00Pa时,主发光峰减弱,与氧空位有关的发光峰消失,显示出ZnO薄膜的PL谱和氧分压的大小密切相关。     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

用MOCVD方法在GaAs衬底上低温生长ZnO薄膜

采用二乙基锌(DEZn)和水(H2O)作为生长源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法,在100～400℃低温范围内,在GaAs(001)衬底上制备了ZnO薄膜.利用X射线衍射(XRD),室温PL,AFM,SEM研究了薄膜的晶体结构特性、发光特性及表面形貌特性.XRD分析表明ZnO薄膜具有很强的c轴取向,(002)峰的FWHM平均值为0.3°.当生长温度达到400℃时从SEM测量结果可以观察到薄膜表面呈六角状结晶.随着生长温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,结晶质量得到提高但同时表面变粗糙.室温PL测量显示薄膜在370nm附近有强的近带边发射,没有观测到深能级发射峰.     

磁控溅射和热氧化法制备ZnO纳米颗粒

利用射频磁控共溅射技术在Si(111)衬底上沉积金属锌／二氧化硅基质(Zn/SiO2)复合薄膜。在空气中600℃退火60min，从SiO2基质中析出的金属Zn被空气中O2氧化生成了ZnO纳米颗粒，并形成了SiO2多孔网络结构。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)对样品的组成、结构、表面形貌及发光特性进行了分析。结果表明，生成的ZnO纳米颗粒为六角纤锌矿结构，呈近椭圆形，平均尺寸在65nm左右。在280nm光激发下，有较强的370nm近带边激子跃迁紫外光发射和峰位在460nm处较弱的蓝色发光。     

Effect of Sb2O3-doped on optical absorption of ZnO thin film

ZnOthinfil mis a compound semiconductive materialof hexagonal Wurtzite structure.It has been widely ap-pliedto manyareas suchastransitive conductive windowmaterials , ultraviolet detectors , LEDs and LDs lumi-nance devices ,etc ,because of its unique electrical andoptical properties , good chemical stability, high activeenergy and melting point ,abundant ,cheap and nontox-ic source,and relatively lowpreparing temperature[1-4].Recent researches showthat the properties of ZnOthinfil mchange o…     

一种新型氧化物薄膜电致发光器件

本文合成了Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ａｇ材料;用电子束蒸发制备成交流的薄膜电致发光器件,采取Ｘ光衍射的方法分析了材料的结晶度及成份;器件得到了较好的蓝紫色发光,发光峰位于３９７ｎｍ和肩峰４６７ｎｍ;通过对掺和不掺发光中心材料的吸收光谱和光致发光的研究,得出３９７ｎｍ和４６７ｎｍ分别来自于氧空位和Ａｇ＾＋的发光。     

ZnO/Ag/ZnO多层膜的制备和性质研究

采用射频磁控溅射ZnO陶瓷靶和直流磁控溅射Ag靶的方法制备了ZnO/Ag/ZnO多层膜。用X射线衍射仪、紫外–可见分光光度计、四探针测试仪和金相显微镜对ZnO/Ag/ZnO薄膜的结构、光学透过率、方阻和稳定性进行了研究。结果表明,ZnO(60nm)/Ag/(10nm)/ZnO(60nm)薄膜呈现多晶结构,薄膜在520nm处的光学透过率高达87.5%,方阻Rs为6.2Ω/□。随着顶层ZnO薄膜厚度的增加,ZnO/Ag/ZnO薄膜的稳定性提高。     

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO:B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。     

三氧化钼修饰银透明电极的光电性能及其应用研究

银(silver,Ag)纳米薄膜具有优异的导电性、延 展性、易制备等优点,是极具潜力的柔性透明电极材 料。通过真空热蒸镀制备不同厚度的银薄膜(6 nm、10 nm、14 nm、18 nm、20 nm、24 nm),由于光散射和 光吸收的共同作用, 其透过率随厚度的增加呈先减小、再增加、再减小的趋势,厚度为18 nm时最优,最高透过率约60%; 而面电阻则随厚度的增加逐渐减小。为提升银膜的透过率,引入高折射率(2.1)电介质三氧化钼(m olybdenum trioxide,MoO₃)对银膜进行修饰,制备了MoO₃/Ag/MoO₃(MAM)多层膜。结 果表明:引入MoO₃可以平滑 银膜表面,降低面电阻,并改善电导率;更重要的是“MoO₃/Ag”界面处会发生折射率耦合 ,大大提升多 层膜的整体透过率,透过率普遍增加至少10%。当银层的厚度为14 nm时,MAM多层膜的透过率最优, 可接近70%。最后,以银作为透明阴极,成功制备了双侧发光的绿光 有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)。     

Ag层的厚度对ZnO/Ag/ZnO多层膜性能的影响

采用射频磁控溅射ZnO陶瓷靶、直流磁控溅射Ag靶的方法制备了不同厚度Ag夹层的ZnO(60nm)/Ag/ZnO(60nm)多层膜.分别用X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、四探针测试仪对样品的结构、光学性质、电学性质进行了研究.结果表明:随着Ag层厚度的增加,ZnO/Ag/ZnO多层膜呈现多晶结构,Ag(111)衍射峰的强度增强.Ag夹层厚度为11nm时,ZnO(60nm)/Ag/ZnO(60nm)膜在554nm处的透过率高达92.3%.随着Ag层厚度的增加,Ag膜的特征吸收峰呈现红移和宽化,ZnO/Ag/ZnO多层膜的面电阻先减小后趋于稳定.     

表面等离子体共振增强ZnO/Ag薄膜发光特性研究

为了提高氧化锌光致发光强度,以磁控溅射氧化锌/银复合薄膜为研究对象,系统地研究了氧化锌薄膜的光学性质。实验中首先在硅衬底上用射频磁控溅射的方法沉积氧化锌/银复合薄膜,作为对比,同时沉积了一层氧化锌薄膜。通过扫描电子显微镜和原子力显微镜对样品的形貌及成份进行表征,并且在室温下测试样品在300~800 nm波长范围内的光致发光光谱。实验结果表明:所制得样品为均匀分布的氧化锌纳米薄膜,纯氧化锌光致发光光谱结果显示有波长位于378 nm左右的紫光、470 nm左右的蓝色发光峰存在,加入银薄膜后,氧化锌可见光区和紫外光区的光致发光光谱强度均有所增强,而且紫外光峰位出现了红移。实验结果结合样品吸收谱对光致发光机理的分析作了进一步的分析。     

Ag/PEPC/NiPc/ZnO/Ag thin film capacitive and resistive humidity sensors

A thin film of blended poly-N-epoxypropylcarbazole (PEPC) (25 wt.%),nickel phthalocyanine (NiPc) (50 wt.%) and ZnO nano-powder (25 wt.%) in benzene (5 wt.%) was spin-coated on a glass substrate with silver electrodes to produce a surface-type Ag/PEPC/NiPc/ZnO/Ag capacitive and resistive sensor.Sensors with two different PEPC/NiPc/ZnO film thicknesses (330 and 400 nm) were fabricated and compared.The effects of humidity on capacitance and resistance of the Ag/PEPC/NiPc/ZnO/Ag sensors were investigated at two frequencies of the applied voltage:120 Hz and 1 kHz.It was observed that at 120 Hz under humidity of up to 95% RH the capacitance of the sensors increased by 540 times and resistance decreased by 450 times with respect to humidity conditions of 50% RH.It was found that the sensor with a thinner semiconducting film (330 nm) was more sensitive than the sensor with a thicker film (400 nm).The sensitivity was improved when the sensor was used at a lower frequency as compared with a high frequency.It is assumed that the humidity response of the sensors is associated with absorption of water vapors and doping of water molecules in the semiconductor blend layer.This had been proven by simulation of the capacitance-humidity relationship.     

Nanoplasmonic Enhanced ZnO/Si Heterojunction Metal–Semiconductor–Metal Photodetectors

This paper presents a nanoplasmonic enhanced ZnO/Si heterojunction metal–semiconductor–metal (MSM) photodetector (PD). By depositing different thicknesses of Ag thin film and annealing at a moderate temperature, well-defined silver (Ag) nanoparticles (NPs) with different diameters, densities, and size distributions were produced on the surface of ZnO/Si MSM photodetector devices. By tuning the characteristics of these NPs, a higher-performance ZnO/Si MSM photodetector has been realized. The photocurrent of the detector with NPs was increased by 160% to 680%, depending on the applied voltage. The spectral photocurrent enhancement by a factor of 7 to 18 was broadband from 350 nm to 850 nm.     

Structure and optical properties of ZnO with silver nanoparticles

Textured nanocrystalline ZnO thin films are synthesized by ion beam assisted deposition. According to X-ray diffraction data, the crystallite size is ~25 nm. Thin (~15 nm) ZnO layers containing Ag nanoparticles are formed in a thin surface region of the films by the implantation of Ag ions with an energy of 30 keV and a dose in the range (0.25–1) × 10¹⁷ ion/cm². The structure and optical properties of the layers are studied. Histograms of the size distribution of Ag nanoparticles are obtained. The average size of the Ag nanoparticles varies from 0.5 to 1.5–2 nm depending on the Ag-ion implantation dose. The optical transmittance of the samples in the visible and ultraviolet regions increases, as the implantation dose is increased. The spectra of the absorption coefficient of the implanted films are calculated in the context of the (absorbing film)/(transparent substrate) model. It is found that the main changes in the optical-density spectra occur in the region of ~380 nm, in which the major contribution to absorption is made by Ag nanoparticles smaller than 0.75 nm in diameter. In this spectral region, absorption gradually decreases, as the Ag-ion irradiation dose is increased. This is attributed to an increase in the average size of the Ag nanoparticles. It is established that the broad surface-plasmon-resonance absorption bands typical of nanocomposite ZnO films with Ag nanoparticles synthesized by ion implantation are defined by the fact that the size of the nanoparticles formed does not exceed 1.5–2 nm.