多孔Si/纳米ZnS复合材料发光的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)分别在Si片和多孔Si衬底上沉积了ZnS薄膜,考察衬底对ZnS薄膜结构和发光性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测量表明,两种衬底上制备的ZnS薄膜均沿立方相结构β-ZnS(111)晶向择优取向生长。多孔Si衬底上生长的ZnS薄膜表面有很多凹坑,而Si衬底上生长的ZnS薄膜表面相对比较平整。光致发光(PL)谱显示,ZnS薄膜沉积后,多孔Si的发光峰强度减小且峰位发生蓝移。根据ZnS薄膜具有较高透射率的特点,把透射出ZnS的多孔Si的橙红光和ZnS的发光叠加,多孔Si/ZnS纳米薄膜复合体系在可见光区有很强的PL现象。     

射频磁控溅射法在柔性聚酰亚胺衬底上制备ZnS薄膜及其特性研究

为使Ⅱ-Ⅵ族化合物ZnS薄膜具有可弯曲性,选用柔性的聚酰亚胺作为衬底材料,用射频磁控溅射法沉积ZnS薄膜,对所制备薄膜的结晶结构、组分和光学特性进行分析.实验结果表明,所制备薄膜为结晶态的闪锌矿ZnS结构,择优取向为(111)晶面,晶粒尺寸为25.6 nm.薄膜组分接近化学计量比,并具有少量的S损失.薄膜在可见光区和近红外光区的平均透射率分别为82.0％和90.5％,透光特性良好.作为对比,在钠钙玻璃衬底上溅射的ZnS薄膜的结晶度高于聚酰亚胺衬底薄膜,但其透射率略低于柔性ZnS薄膜.实验结果表明了用磁控溅射法在柔性聚酰亚胺衬底上制备ZnS薄膜的可行性.     

联氨对化学水浴沉积ZnS薄膜的影响

在A(ZnSO4、SC(NH2)2、NH4OH)和含有联氨的B(ZnSO4、SC(NH2)2、NH4OH、(NH2)2)两种水溶液中采用化学水浴法沉积ZnS薄膜,研究了联氨对薄膜沉积过程和薄膜性质的影响.结果表明,加入少量联氨以后,薄膜沉积速度明显增加.两种溶液沉积的ZnS都为立方相结构,且含有联氨的B溶液沉积的ZnS薄膜表面附着颗粒较少.在含有联氨的B溶液中沉积的ZnS薄膜结晶度和短波区的透过率均高于A溶液沉积的ZnS薄膜.将两种溶液沉积的ZnS薄膜作为电池缓冲层制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池,加入联氨沉积的ZnS制备的CIGS电池转换效率达到7.77%,比不加联氨沉积的ZnS制备的CIGS电池转换效率提高了1.3%.     

退火温度对ZnS/PS薄膜的晶体结构和光电性质的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在多孔硅(PS)衬底上生长ZnS薄膜,分别在300℃、400℃和500℃下真空退火。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了退火对ZnS薄膜的晶体结构和表面形貌的影响,并测量了ZnS/PS复合体系的光致发光(PL)谱和异质结的I-V特性曲线。研究表明,ZnS薄膜仅在28.5°附近存在着(111)方向的高度取向生长,由此判断薄膜是单晶立方结构的-βZnS。随着退火温度的升高,-βZnS的(111)衍射峰强度逐渐增大,且ZnS薄膜表面变得更加均匀致密,说明高温退火可以有效地促进晶粒的结合并改善结晶质量。ZnS/PS复合体系的PL谱中,随着退火温度升高,ZnS薄膜的自激活发光强度增大,而PS的发光强度减小,说明退火处理更有利于ZnS薄膜的发光。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,ZnS/PS体系可以发射出较强的白光。但过高的退火温度会影响整个ZnS/PS体系的白光发射。ZnS/PS异质结的I-V特性曲线呈现出整流特性,且随着退火温度的升高其正向电流增加。     

退火温度对电子束蒸发的ZnS薄膜性能的影响

为了获得光电性能好的ZnS窗口层薄膜,采用电子束蒸发法在玻璃基片上沉积ZnS薄膜,研究退火温度(200~500℃)对ZnS薄膜的结构和光电性能的影响。结果表明:所制备的薄膜均为闪锌矿结构的β-ZnS多晶薄膜,导电类型为n型。随着退火温度的增高,薄膜结晶度和光电性能都变好。但是,当退火温度过高(500℃)时,薄膜的半导体特性反而变差。退火温度为400℃时,ZnS薄膜的性能最佳,此时薄膜的透过率较高;电阻率较低,为246.2?.cm。     

ZnS薄膜制备和光学性能研究

采用化学水浴法,以硫酸锌、硫脲、联氨、氨水和去离子水为反应前驱物制备ZnS薄膜。采用SEM、EDS、XRD和透射光谱分析方法,研究反应前驱物中氨水以及联氨的浓度对ZnS薄膜形貌、成分、结构和光学性能的影响,同时对ZnS薄膜的形成机理做进一步分析。结果表明:ZnS薄膜由纳米颗粒组成,这些ZnS纳米颗粒为非晶态结构。ZnS薄膜中S与Zn原子比最大为0.79∶1,薄膜中夹杂少量ZnO或Zn(OH)2。ZnS薄膜在可见光波段的透过率大于80%,禁带宽度为3.74～3.84 eV。氨水和联氨浓度对薄膜形貌、成分和光学性能有较大的影响。当反应前驱物中氨水浓度为0.5～0.8 mol/L、联氨浓度为0.5～1.0 mol/L时,溶液中的化学反应以在衬底上发生的离子-离子反应占主导作用,能在衬底上形成致密且颗粒大小分布均匀的ZnS薄膜,S与Zn的原子比接近1∶1。     

ZnS/PS复合体系的白光发射

用电化学方法制备了一定孔隙率的多孔硅(PS)样品,然后用脉冲激光沉积(PLD)法以多孔硅为衬底生长一层ZnS薄膜.ZnS的带隙较宽,对可见光是透明的,用适当波长的光激发,PS发射的橙红光可以透过ZnS薄膜,与ZnS的蓝绿光相叠加,得到了可见光区较宽的光致发光带,呈现较强的白光发射.用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了ZnS薄膜的结构性质.结果表明,沉积的ZnS薄膜结晶质量较差,薄膜表面起伏不平,这是由于衬底PS的表面不平整所致.     

ZnS/PS复合体系的白光发射

用电化学方法制备了一定孔隙率的多孔硅(PS)样品,然后用脉冲激光沉积(PLD)法以多孔硅为衬底生长一层ZnS薄膜.ZnS的带隙较宽,对可见光是透明的,用适当波长的光激发,PS发射的橙红光可以透过ZnS薄膜,与ZnS的蓝绿光相叠加,得到了可见光区较宽的光致发光带,呈现较强的白光发射.用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了ZnS薄膜的结构性质.结果表明,沉积的ZnS薄膜结晶质量较差,薄膜表面起伏不平,这是由于衬底PS的表面不平整所致.     

ZnS薄膜脉冲激光沉积及其发光特性

综述了ZnS的发光机制,脉冲激光沉积(PLD)制备薄膜的原理、特点,分析了在用PLD制备ZnS过程中各主要沉积条件对成膜质量的影响,展望了ZnS薄膜的应用前景。     

薄膜电致发光器件的激发机理

在一个比较短的延迟时间内测量并比较了 ZnS:TbF_3薄膜的电致发光和光致的时间分辨光谱。可以断定:Tb 中心的激发机理包含有来自于 ZnS 基质的能量传递过程——与 Tb 相联系的中心对于激发 Tb~(3 )离子的4f~8电子组态是一个有效的能源、除了 ZnS:TbF_3薄膜以外,一个相似的激发机理也存在于 ZnS:Mn 薄膜中。并指出:在 ZnS 薄膜中,TbF_3缔合中心和 Mn 的行为同等电子中心或深电子陷阱一样。     

Zn沉积时间对低温硫化制备ZnS薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法在不同时间下沉积了Zn薄膜,接着先后在200℃和400℃温度下的硫蒸气和氩气氛中进行了低温硫化退火,时间都为1 h,最后得到不同厚度的六方相ZnS薄膜。以XRD、SEM、EDS和紫外可见分光光度计对薄膜进行表征。研究表明:随着Zn沉积时间的增加,硫化制备的ZnS薄膜的晶粒尺寸、光透过率、带隙、S/Zn摩尔比都发生了明显变化,但变化趋势不同。并且,对其低温硫化生长ZnS薄膜的机理进行了讨论。此外,硫化前的抽真空处理可以明显改善ZnS薄膜的质量。所有低温硫化制备的ZnS薄膜在400~1100 nm范围光透过率约为70%,带隙值为3.49~3.57 eV。其中,3 min沉积的Zn在抽真空后低温硫化生长的ZnS薄膜质量最佳。     

用多源沉积方法制备Mn、Er、Nd、Sm等金属掺杂的ZnS薄膜交流电致发光(ACEL)

用多源沉积方法制备了Zn薄膜,讨论了制备条件对ZnS膜结晶性能的影响。用这种方法将Mn,Er,Nd和Sm等金属掺入ZnS薄膜中,得到了相应的ACEL。对Mn和Er金属掺杂的ZnS薄膜的ACEL特性以及它们和制备条件的依赖关系进行了讨论     

ZnS:Li_2O 薄膜的电致发光特性

本文报道了新型较高亮度的ZnS:Li2O蓝色薄膜电致发光,烧结了新型的蓝色发光材料ZnS:Li2O,用电子束蒸发制备出SiO2夹层结构的ZnS,Li2O蓝色电致发光器件,通过吸收光谱,电致发光光谱,激光光电压与发光强度的关系等研究了ZnS:Li2O薄膜发光特性,认为ZnS:Li2O薄膜电致发光可能是由Zn填隙和氧替硫引起的。氧替位能抑制通过硫空位产生的无辐射跃迁使蓝色发光增强。     

采用溅射ZnS:TbOF的高效绿色TFEL

一、引言把掺稀土氟化物的 ZnS 薄膜(ZnS:ReF_3)作为薄膜电致发光(TFEL)器件有源层的想法是由 Kahng 提出的。以 ZnS:ReF_3为基质的 TFEL 器件有时称 LUMOCEN(分子中心发光—Luminescence from mole-     

能量密度和重复频率对PLD法制备ZnS薄膜性质的影响

利用脉冲激光沉积法在玻璃基片上、以不同的能量密度和重复频率制备了一系列ZnS薄膜。利用X射线衍射、X射线能量色散谱、紫外-可见-近红外分光光度计,对ZnS薄膜的晶体结构、化学组分、光学特性等进行表征。结果表明:所制备ZnS薄膜为富硫贫锌,结晶质量良好,为(002)晶面择优取向生长。能量密度为7.5 J/cm~2、重复频率为2 Hz是生长高质量ZnS薄膜的条件,其所制备的ZnS薄膜为纤锌矿结构,结晶程度最高,择优取向度最高(189.2),Zn/S摩尔比值接近化学计量比,堆积密度最大(0.967),可见光透过率高,禁带宽度为3.55 eV。     

双靶溅射法制作的ZnS：TbOF薄膜电致发光绿色显示板

本文研究了双靶射频磁控溅射装置,能重复制作明亮的 ZnS∶TbOF薄膜电致发光绿色显示板。ZnS 和 Tb 由各自的靶进行溅射,基片在这两靶间运动。这种设计导致 ZnS 厚度及 Tb 掺杂浓度优良的可控性。已研制出 TbOF 靶以形成有效的 TbOF 络合物中心来提高亮度,并采用 Ar/He 混合气避免了对 ZnS 基质的溅射损伤。已研制成640×200薄膜电致发光绿色显示板样机,证明了本装置的大面积生产能力。根据 ZnS∶TbOF 和 ZnS∶Mn 激活层横向排列,也已制成薄膜电致发光多色显示板。     

多孔硅衬底上ZnS薄膜的白光光致发光

通过脉冲激光沉积（PLD）技术在多孔硅（PS）衬底上制备了ZnS薄膜。用光致发光（PL）的方法观察到白光发射,这个白光是由ZnS薄膜的蓝、绿光和PS的红光叠加形成的。白光光致发光谱是一个从450nm 到700nm的较强的可见光宽谱带。同时研究了激发波长、ZnS薄膜的生长温度、PS的孔隙率和退火温度对ZnS/PS光致发光谱的影响。     

多孔硅的孔隙对硫化锌/多孔硅光电性质的影响

为了研究衬底多孔硅(PS)的孔隙对硫化锌/多孔硅(ZnS/PS)复合体系的光学性能和电学性质的影响,采用脉冲激光沉积方法在不同孔隙度的PS衬底上沉积了硫化锌薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计和Ⅰ-Ⅴ特性曲线分别研究了PS衬底上ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌和ZnS/PS复合体系的光学和电学性质。结果表明,沉积的ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS(111)晶向择优取向生长。随着衬底PS孔隙的增多,ZnS薄膜衍射峰的强度减小,且薄膜表面出现一些空洞和裂缝;在ZnS/PS复合体系的光致发光谱中,PS的发光相对于未沉积ZnS薄膜的PS有所蓝移,随着PS孔隙的增多,该蓝移量增大,而且在光谱中间550nm左右出现了一个新的绿光发射,归因于ZnS的缺陷中心发光。ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,整个ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射。ZnS/PS异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线呈现出与普通二极管相似的整流特性,在正向偏置下,电流密度较大,电压降较低;在反向偏置下,电流密度接近于0。随着衬底PS孔隙的增多,正向电流增大。该项研究结果为固态白光发射器件的实现奠定了基础。     

ZnS/PS复合体系的制备和性能表征

以电化学阳极氧化法制备的多孔硅（PS）为衬底,用脉冲激光沉积方法分别在200和300℃下制备了ZnS薄膜,得到ZnS/PS复合体系。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光分光光度计分别对ZnS/PS复合体系的晶体结构、形貌和光致发光（PL）特性进行了研究。XRD结果表明,制备的ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS（111）晶向择优取向生长,生长温度较高的样品的XRD衍射峰强度较大。SEM图像显示,生长温度较高的ZnS薄膜表面较致密平整。室温下的PL谱表明,沉积ZnS薄膜后,PS的发光峰发生蓝移。较高的生长温度下,ZnS的自激活发光强度较大,而PS的红光强度较低且峰位红移。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝绿光与PS的红光叠加在一起,ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射,为固态白光发射器件的实现开辟了一条新的捷径。     

硫化法制备ZnS薄膜的结构和光学性能研究

采用直流反应磁控溅射法,在玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜,然后在H2S气氛和500℃温度下退火制备了六方ZnS薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、UV-VIS分光光度计、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征。结果表明:ZnO经0.5 h硫化就能全部生成ZnS,适当提高硫化时间可改善ZnS的结晶性,但硫化时间超过2 h后,结晶性会有所降低;所有制得ZnS薄膜都沿c轴择优生长,其晶粒明显比ZnO更大。此外,这些ZnS薄膜在500~1 100nm波长范围内的光透过率均高达约75%,带隙为3.65~3.70 eV。