紫外光照下ZnO基薄膜的光电和气敏特性研究

用sol-gel法制备ZnO及掺杂Al3+的ZnO半导体薄膜,利用XRD和AFM对薄膜结构和形貌进行表征。测量了不同掺Al量的薄膜在紫外光照射下电阻的变化,发现随着掺Al量的增大,薄膜在紫外光(波长为365nm)照射后其电阻先减小后增大。在室温下,对薄膜在不同浓度的CO气体下的敏感特性进行了研究,随着气体浓度的增加,薄膜电阻值逐渐减小;随着掺Al量的增大,气敏灵敏性先逐渐增大后减小,发现当铝含量为r(Al:ZnO)=0.5%时,对CO气体的灵敏度最大,并对紫外光照射下气敏半导体薄膜的气敏机理进行了简单分析。     

射频磁控溅射ZnO薄膜的微结构与光学特性

研究了膜厚对ZnO薄膜微结构和光学性能的影响。采用射频磁控溅射法在单晶硅(111)和玻璃基片上制备了不同厚度的ZnO薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜和紫外可见光谱对薄膜进行了表征。结果表明薄膜结晶性能良好,在(002)晶面具有明显的c轴取向。随着薄膜厚度的增加,透射率下降,吸收边红移,禁带宽度逐渐减小。     

缓冲层厚度对透明导电薄膜ZnO∶Zr性能的影响(英文)

利用直流磁控溅射法在有ZnO∶Zr缓冲层的水冷玻璃衬底上成功制备出了ZnO∶Zr透明导电薄膜,缓冲层的厚度介于35～208nm。利用XRD、SEM、四探针测试仪和紫外-可见分光光度计研究ZnO∶Zr薄膜的结构、形貌、电光性能。结果表明,薄膜的颗粒尺寸和电阻率对缓冲层厚度具有较强的依赖性。当缓冲层厚度从35nm增加到103nm时,薄膜的颗粒尺寸增大,电阻率减小。而当缓冲层厚度从103nm增加到208nm时,薄膜的颗粒尺寸减小,电阻率增大。当缓冲厚度为103nm时,薄膜的电阻率最小为2.96×10^-3Ω.cm,远小于没有缓冲层时的12.9×10^-3Ω.cm。实验结果表明,在沉积薄膜之前先沉积一层适当的缓冲层是提高ZnO∶Zr薄膜质量的一种有效方法。     

退火处理对ZnO薄膜结晶性能的影响

研究了退火处理对ZnO薄膜结晶性能的影响.ZnO薄膜由直流反应磁控溅射技术制得,并在O2气氛中不同温度(200～1000℃)下退火,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)对其结晶性能进行了研究,提出了一个较为完善的ZnO薄膜退火模型.研究表明:热处理可使c轴生长的薄膜取向性增强;随退火温度的升高,薄膜沿c轴的张应力减小,压应力增加;同时晶粒度增大,表面粗糙度也随之增加.在640℃的应力松弛温度(SRT)下,ZnO薄膜具有很好的c轴取向,沿c轴的应力处于松弛状态,晶粒度不大,表面粗糙度较小,此时ZnO薄膜的结晶性能最优.     

缓冲层厚度对透明导电薄膜ZnO:Zr性能的影响

利用直流磁控溅射法在有ZnO:Zr缓冲层的水冷玻璃衬底上成功制备出了ZnO:Zr透明导电薄膜,缓冲层的厚度介于35～208 nm.利用XRD、SEM、四探针测试仪和紫外-可见分光光度计研究ZnO:Zr薄膜的结构、形貌、电光性能.结果表明,薄膜的颗粒尺寸和电阻率对缓冲层厚度具有较强的依赖性.当缓冲层厚度从35 nm增加到103 nm时,薄膜的颗粒尺寸增大,电阻率减小.而当缓冲层厚度从103 nm增加到208 nm时,薄膜的颗粒尺寸减小,电阻率增大.当缓冲厚度为103 nm时,薄膜的电阻率最小为2.96×10-3 Ω·cm,远小于没有缓冲层时的12.9×10-3 Ω·cm.实验结果表明,在沉积薄膜之前先沉积一层适当的缓冲层是提高ZnO:Zr薄膜质量的一种有效方法.     

衬底温度对AlN/ZnO复合薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法在ZnO/Si基片上制备了良好(002)(c轴)取向的AlN薄膜,利用XRD、AFM对不同衬底温度下制备的AlN薄膜的结构、形貌进行了分析表征.结果表明,在一定湿度范围内(450～650℃),随着衬底温度的升高,晶粒逐渐长大,沉积速率增大,表面粗糙度先减小后增大;AlN(002)择优取向呈改善趋势,取向度先增大后减小,600℃时达到最佳.     

基于脉冲串模式的ZnO薄膜皮秒激光脉冲沉积技术

介绍了一种基于多脉冲模式的皮秒激光脉冲沉积方法,采用该方法在玻璃基底和单晶硅基底上沉积了透明导电氧化锌(ZnO)薄膜,使用光谱椭偏仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、分光光度计和四探针测试仪分析了激光的不同脉冲串模式对ZnO薄膜厚度、粗糙度、表面形貌、晶体结构、光学性能以及电学性能的影响。结果表明：沉积速率随着子脉冲串数量的增加而减小;随着子脉冲串数量的增加,薄膜表面粗糙度减小,颗粒尺寸减小,薄膜变得更加致密光滑;所有样品均呈现多晶结构;ZnO薄膜的透过率在可见光区域内高于92.95%,且禁带宽度在3.317～3.427eV范围内;薄膜电阻率随着子脉冲数量的增加而减小。相比于单脉冲,利用多脉冲沉积产生的薄膜具有更高的表面质量、更好的光学性能和更低的电阻率。     

高阻ITO基板上电化学沉积ZnO薄膜的研究

利用电化学沉积法,以65±1℃的0.1mol/LZn(NO3)2水溶液作为电解质溶液,在方块电阻为118Ω/□的氧化铟锡(ITO)玻璃基板上制备了ZnO薄膜。利用扫描电镜观察了ZnO薄膜表面形貌,结果表明随着电极电势的降低或沉积时间的增加,ZnO薄膜表面颗粒的六方形结构逐渐明显。利用X射线衍射技术分析了阴极电势和沉积时间对ZnO薄膜择优取向的影响,结果表明ZnO薄膜的(002)择优取向是随电极电势的下降而逐渐减弱的,而且随沉积时间的增加(002)择优取向也逐渐减弱。透射光谱测量表明,实验所获得的ZnO薄膜在可见光范围内是透光的,平均透过率高达80%～90%,不同阴极电势下的禁带宽度均为3.5eV左右,且在阴极电势为-2.5V时,禁带宽度随沉积时间的增加而逐渐减小。     

磁控溅射不同厚度铝薄膜的微结构及其表面形貌

用直流磁控溅射法在室温的Si(100)基底上制备了21～55 nm范围内不同厚度的铝膜,并用X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和表面形貌进行了表征.分析结果表明:制备的铝薄膜呈多晶状态,晶粒择优取向为(111),随着膜厚的增加,Al(100)衍射峰宽变窄,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大,晶面间距逐渐减小,薄膜中的残余应力减小.膜厚为55 nm时,Al膜均匀致密.     

薄膜厚度对ZnO：Zr透明导电薄膜光电性能的影响

利用射频磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的ZnO:Zr透明导电薄膜.讨论了厚度对ZnO:Zr透明导电薄膜光学、电学性能的影响.当薄膜厚度为213 nm时,薄膜电阻率达到最小值1.81×10-3 Ω·cm.所制备的薄膜样品都具有高透光率,其可见光区平均透过率超过了93.0%.当薄膜厚度从125 nm增加到350 nm时,薄膜的光学带隙从3.58 eV减小到3.50 eV.