掺铝对ZnO薄膜光学常数的影响

采用溶胶-凝胶法在(0001)蓝宝石衬底上制备了ZnO:Al薄膜,利用Kramers-Kronig色散关系对ZnO∶Al薄膜在300～600 nm波长区域的光学常数进行计算,研究了掺杂浓度对薄膜光学常数的影响.计算结果显示,在可见光区,薄膜的光学常数受铝掺杂浓度的影响很小,折射率、消光系数、复介电常数实部和虚部的数值基本恒定,分别约为1.6,0.08,0.27和2.5.在紫外区,薄膜光学常数受掺杂浓度的影响明显,随掺杂浓度提高,光学常数数值均减小,并且都在激子吸收峰(370 nm)处出现一极大值.     

ZnO纳米结构薄膜的三阶非线性折射特性

采用直流溅射法在石英基片上制备了ZnO纳米结构薄膜。X射线衍射(XRD)谱表明ZnO尺寸约为5nm。利用Z 扫描技术,以锁模Nd:YAG激光器作光源(脉宽35ps,波长为355nm),在共振区域测定了ZnO纳米薄膜的三阶非线性光学常数,其非线性光学折射率常数n2=-5.7×10-8esu。     

磁控溅射法在LiNbO3衬底上制备ZnO薄膜及性能研究

采用磁控溅射法在(001)LiNbO3衬底上制备了ZnO薄膜,并对其进行了退火处理.利用X射线衍射仪(XRD)、紫外一可见光谱仪和光致发光谱(PL)对ZnO薄膜的结构和光学性能进行了分析.结果表明,ZnO薄膜具有(002)的择优取向,退火后ZnO薄膜的(002)衍射峰的强度增强,半高宽减小,(002)峰向高角度方向移动.退火后样品可见光透过率增加,光学带隙发生红移.退火后的样品,紫外发光峰强度增强,可见光发光峰强度相对减弱.     

ZnO纳米颗粒薄膜的制备及其光学特性

采用化学回流法制备了3种不同粒径的ZnO纳米颗粒,然后旋涂在ITO玻璃衬底上,形成样品a、b和c3种ZnO纳米颗粒薄膜.场发射扫描电子显微镜(FESEM)结果显示,3种样品晶粒都呈颗粒形状,形成的薄膜较平整,平均晶粒尺寸分别为(φ)5 nm、(φ)25 nm和(φ)40 nm.X线衍射(XRD)结果表明,ZnO纳米颗粒为多晶六方晶系纤锌矿结构.样品a、b在可见光区有很少的光吸收,在紫外光区有很强的吸收,而由于纳米颗粒的直径较大,样品c在紫外和可见光区都存在很强的吸收.室温下的光致发光谱表明,样品a有一个近带边(NBE)紫外发射峰和蓝光发射峰,样品b、c出现一很宽的深能级缺陷相关的可见光发光带,这说明3种薄膜都存在大量的本征缺陷.     

溅射压强对直流磁控溅射制备ZnO:Ga透明导电薄膜特性的影响

通过直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了掺镓ZnO(ZnO:Ga)透明导电薄膜,研究了溅射压强对ZnO:Ga透明导电薄膜结构、形貌和电光学性能的影响.X射线衍射结果表明,所制备的ZnO:Ga薄膜具有C轴择优取向的六角多晶结构.SEM测试表明,ZnO:Ga薄膜的形貌强烈依赖于沉积压强的变化.沉积的ZnO:Ga薄膜最低电阻率可达4.48×10-4Ω·cm,在可见光范围内平均透射率超过90%.     

纳米ZnO薄膜的热蒸发法制备及其光电特性研究

以醋酸锌为原料、O/Ar的混合气体为携载气体,在500℃的温度下应用热蒸发法在p型Si基片上生长纳米ZnO薄膜,并研究了其形貌、结构和光电特性.X-射线(XRD)衍射结果显示所制备ZnO纳米晶体呈六角纤锌矿结构;扫描电子显微镜(SEM)观察发现生长的Zn0薄膜平整均匀,纳米晶体颗粒平均尺寸为25nm.应用紫外-可见光吸收谱分析了其吸收特性,发现该ZnO薄膜在紫外波段具有很强的吸收,其吸收边位于320nm处.由于量子限制效应,与体材料相比,该吸收边存在明显的蓝移.应用光致发光谱(PL)研究了其发光特性,发现该ZnO薄膜在近紫外以及蓝-绿光波段具有强烈的受激发射.最后,还研究了ZnO薄膜的电容-电压(C-V)特性.     

金属纳米颗粒阵列等效薄膜的光学性质研究

基于Maxwell—Garnett(M-G)有效介质理论,建立 了研究金属纳米不连续薄膜光学性质的理论 模型,对半球形纳米颗粒在等效薄膜中的体积分数和纳米尺度效应提出修正处理; 给出了可见光区附近Au纳米颗粒等效薄膜的有效相对电容率和光学常数随波长变化的结果, 并 获得薄膜的光反射率、透射率和吸收率随膜纳米尺度的变化谱。计算结果表明,金属纳米等 效 薄膜有效电容率和光学常数随纳米尺度增大而增大,谱峰出现很小的红移。进一步发现,纳 米尺 度越小,光的反射率和吸收率越小,但透射率越大,峰值位置随纳米尺度增大有小量红移, 结果与实验相符。     

飞秒激光沉积ZnO/Si大面积均匀薄膜及其特性

利用飞秒脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)基片上制备大面积均匀的ZnO薄膜,通过激光束、靶材及衬底的运动使得所制备的薄膜均匀性面积大小不受限制。X射线衍射(XRD)结果显示,所制备的薄膜具有典型的六方纤锌矿结构,并沿(002)方向高度择优取向生长。场扫描电子显微镜(FESEM)显示,薄膜是沿垂直于衬底方向生长的六方柱状纳米晶,且膜厚均匀。紫外-可见光谱透射率显示,所制备的薄膜在380nm附近有一陡峭的吸收边,在可见光波段具有90%以上的透过率。光致发光(PL)光谱显示,薄膜在377nm处有一强而窄的紫外发射峰。实验结果表明,所制备的薄膜具有良好的结构及光学性能。     

激光能量对脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜性能的影响

脉冲激光沉积技术(PLD)易于获得高质量的氧化物薄膜已成为一种重要的制备ZnO薄膜的技术.采用脉冲激光沉积(PLD)(KrF准分子激光器:波长248 nm,频率5 Hz,脉冲宽度20 ns)方法在氧气气氛中以高纯Zn(99.999%)为靶材、在单晶硅和石英衬底表而成功生长了ZnO薄膜.通过X射线衍射仪、表面轮廓仪、荧光光谱仪、紫外可见分光光度计对合成薄膜材料的晶体结构、厚度、光学性质等进行了研究,分析了激光能量变化对其性能的影响.实验结果表明我们使用PLD法可以制备出(002)结晶取向和透过率高于75%的ZnO薄膜,激光能量为450 mJ的ZnO薄膜的发射性能较好,但激光能量的增加不能改善薄膜的透光率.     

溶胶-凝胶法制备Al3+掺杂ZnO薄膜的结构和光学性能

采用无机盐溶胶-凝胶方法在载玻片衬底上制备了ZnO:Al薄膜,利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光透射光谱(UV-Vis transmittance spectrum)和扫描电镜(SEM)研究了退火温度和Al3+掺杂浓度对ZnO:Al薄膜结构和光学性能的影响.结果表明,随退火温度的升高或进行适当浓度的Al3+掺杂,可...     

梯度掺杂生长绒面结构ZnO:B-TCO薄膜及其特性研究

采用新的金属有机化学气相淀积(MOCVD)-ZnO镀膜工艺技术-梯度掺杂技术生长绒面结构。研究ZnO:B-TCO薄膜。结果表明,梯度掺杂技术可有效增加薄膜晶粒尺寸和提高光散射作用。并且,梯度掺杂技术有效地提高了薄膜在近红外区域的光学透过率,有利于应用于宽谱域薄膜太阳电池。生长获得的MOCVD-ZnO薄膜,其薄膜电子迁移率为24 cm2/V,电阻率为2.17×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.20×1020cm-3,且在小于1 000 nm波长范围内的平均透过率大于85%。     

NZO透明导电薄膜的制备及其性能研究

室温下,采用直流磁控溅射法,在玻璃衬底上制备出Nb掺杂ZnO(NZO,ZnO:Nb)透明导电薄膜。研究了靶与衬底之间的距离对NZO薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。实验结果表明,不同靶基距下制备的NZO薄膜均为c轴择优取向生长,(002)衍射峰的强度随着靶基距的减小而增大。靶基距增大时,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密,薄膜的厚度逐渐减小。在靶基距为60mm时,制备的薄膜厚为355.4nm,电阻率具有最小值(6.04×10-4Ω.cm),在可见光区的平均透过率达到92.5%,其光学带隙为3.39eV。     

ZnO:Ag薄膜的制备及其光学性能研究

采用蒸镀与氧化二步法,以高纯混合金属Zn:Ag作蒸发源,在石英衬底上沉积Zn:Ag金属薄膜,经不同热氧化处理生长Ag掺杂ZnO薄膜。结果显示,以Ag含量为质量分数3%的蒸发源沉积的Zn:Ag薄膜经500℃氧化后,生成的ZnO:Ag薄膜在380 nm附近出现很强的近带边紫外发光峰,在438~470 nm附近出现较弱的深能级缺陷发光峰,该薄膜在360 nm有接近垂直的吸收边,其载流子浓度为1.810×1021cm–3,表现出p型导电特性和较好的光学质量。     

反应磁控溅射直接生长绒面结构ZnO:Al-TCO薄膜及其特性研究

利用反应磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长获得了"弹坑状"绒面结构的ZnO:Al-TCO薄膜。通过梯度O2生长(GOG,gradual oxygen growth)方法改善ZnO薄膜的透过率和绒度特性,并且具有较好的电学性能。通过优化实验,GOG方法生长ZnO:Al薄膜(薄膜结构:11.0sccm/10R+9.5sccm/15R)的"弹坑状"特征尺寸为300～500nm,可见光范围透过率达到90%,方块电阻约为4.0Ω/□,电子迁移率为17.4cm2/V-1.s-1。大面积镀制的ZnO:Al具有良好的绒面结构和电学均匀性,可应用于光伏(PV)产业化推广应用。     

本征和Al3+掺杂ZnO薄膜的特性研究

采用溶胶-凝胶方法在载玻片衬底上制备了本征及不同Al3+掺杂浓度的ZnO:Al薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜,紫外-可见光吸收光谱及霍尔效应研究了Al3+掺杂浓度对ZnO:Al薄膜结构和光电性能的影响。结果显示,ZnO:Al薄膜为六角纤锌矿晶体结构,具有很高的沿c轴的(002)择优取向,Al3+掺杂并没有改变ZnO的晶体结构,只是Al取代了Zn;掺杂前后薄膜样品均在ZnO带边吸收的位置有较强的吸收而在可见光范围吸收较小;并且当Al3+掺杂浓度为1.5%(摩尔百分比)时所获得的ZnO:Al薄膜具有最小的电阻率,为26Ωcm。     

电子束沉积技术生长WZO-TCO薄膜及其特性研究

采用电子束沉积技术生长w掺ZnO（WZO,ZnO：w）透明导电氧化物（TCO）薄膜（即WZO-TCO薄膜）并研究了衬底温度（100-350℃）对薄膜微观结构、表面形貌以及光电性能的影响。实验表明,随着衬底温度的升高,薄膜的晶体质量取得明显改善（从非晶化状态转变到结晶状态）,生长的WZO薄膜呈现C轴择优取向[即（002）...     

ZnO薄膜的结构与光学性能研究

采用sol-gel法在石英衬底上制备了ZnO薄膜,通过改变溶胶浓度、涂敷层数及退火温度,研究了ZnO薄膜的形貌、结构性能及光学性能。结果表明,薄膜具有六方纤锌矿结构,表面均匀致密,晶粒大小在25～35nm之间,Zn含量为0.8mol/L的溶胶经旋涂并在500℃下退火1h后可获得最高的可见光透射率,平均透射率约为94%。获得的ZnO薄膜的光学带隙在3.27～3.29eV之间。     

PET柔性衬底上生长绒面ZnO-TCO薄膜及其在薄膜太阳电池中的应用

利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术在PET柔性衬底上低温生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,DEZn和H2O作为源材料,B2H6作为掺杂剂.详细研究了薄膜掺杂流量对ZnO薄膜微观结构以及光电性能影响.优化获得的PET/ZnO:B薄膜厚约为1 500nm时,绒面结构PET/ZnO薄膜的方块电阻约为10Ω,可...     

透明导电ZnO：Sn薄膜光学和电学性能的研究进展

纯ZnO电阻率高,电学性能不稳定,通过掺杂其他元素提高其光电性能,制备出高质量的ZnO薄膜是实现其应用的关键。文章从制备方法、掺杂浓度和退火等方面综述了Sn掺杂ZnO(ZnO:Sn)薄膜光电性能的研究进展,提出了降低ZnO:Sn薄膜电阻率和提高透光率的有效途径。     

Facile deposition of ZnO:Cu films: Structural and optical characterization

Sol–gel technology has been applied for preparation of ZnO:Cu films. The proposed facile approach allows obtaining a wide variety of copper doped zinc oxide systems, revealing different structural and optical behaviors. The work presents structural and optical studies depending on Cu concentration and thermal treatments in the range of 500–800 °C. The structural analysis is performed by X-Ray diffraction (XRD). It reveals that small Cu addition enhances the film crystallization. Increasing copper concentration results in deterioration of ZnO:Cu crystallization. XRD study manifests no Cu oxide phases in ZnO:Cu film structure for lower Cu additions. For a specific higher copper concentration, an appearance of a small fraction of copper oxide is detected. Vibrational properties have been characterized by FTIR spectroscopy. The effect of the copper introduction into ZnO reveals a slight change of optical properties compared to ZnO films for certain Cu ratios. ZnO:Cu films with higher copper contents manifest different optical behaviors with very high transparency in spectral visible range.