Zn靶与掺铝ZnO靶共溅射制备ZnO:Al薄膜及其性能

采用Zn靶和ZnO(掺2%Al2O3(质量分数))陶瓷靶在玻璃衬底上共溅射沉积Al掺杂ZnO薄膜,即ZnO:Al透明导电薄膜,研究Zn靶溅射功率(0～90 W)和衬底温度(室温、100℃和200℃)对薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。结果表明:按双靶共溅射工艺制备的ZnO:Al薄膜的晶体结构均为六角纤锌矿结构,且随着Zn靶溅射功率的增加,薄膜的结晶质量呈现出先改善后变差的规律,薄膜中的载流子浓度逐渐升高,电阻率逐渐降低,而薄膜的光学性能受其影响不大;随着衬底温度的升高,薄膜的结晶性能得到改善,薄膜的可见光透过率增强,电阻率降低。     

溶胶-凝胶法制备Y2O3掺杂ZnO压敏薄膜及其电性能（英文）

研究溶胶-凝胶法制备不同浓度Y2O3掺杂对ZnO-Bi2O3压敏薄膜微观结构和电性能的影响。研究结果表明:Y2O3掺杂ZnO薄膜在750°C空气气氛下退火1h,ZnO薄膜的特征峰与ZnO的六方纤锌矿结构相匹配;ZnO晶粒直径随着掺杂量的增加而减小,Y2O3稀土掺杂氧化锌晶粒细化;薄膜厚度均匀且每一层厚度约80nm。研究结果还表明:当Y3+掺杂浓度为0.2%(摩尔分数)时,ZnO薄膜的非线性伏安特性最好,其漏电流为0.46mA,电位梯度为110V/mm,非线性系数为3.1。     

氨水和NaOH水溶液中生长ZnO薄膜的对比研究

研究在Zn(NO3)2/NaOH和Zn(NO3)2/NH3H2O水溶液体系中ZnO薄膜的生长条件.通过X射线衍射仪和扫描电镜对薄膜进行了表征.两种碱性体系生长的薄膜是六方纤锌矿结构;晶体垂直于衬底沿(002)方向择优生长,随着生长溶液浓度的增大,薄膜柱晶的直径会逐渐增大.NaOH系统生长的ZnO薄膜厚度较薄,致密度较小,NH3H2O系统生长的薄膜中棒晶排列较为密集.对于NaOH生长系统,锌的浓度由于受到限制,导致生长的柱晶直径较小.氨水系统中由于[Zn(NH3)4]2 的缓冲作用,获得的ZnO晶粒直径可以在纳米到微米范围内变化.     

溶胶-凝胶法制备Y_2O_3掺杂ZnO压敏薄膜及其电性能(英文)

研究溶胶-凝胶法制备不同浓度Y2O3掺杂对ZnO-Bi2O3压敏薄膜微观结构和电性能的影响。研究结果表明:Y2O3掺杂ZnO薄膜在750°C空气气氛下退火1h,ZnO薄膜的特征峰与ZnO的六方纤锌矿结构相匹配;ZnO晶粒直径随着掺杂量的增加而减小,Y2O3稀土掺杂氧化锌晶粒细化;薄膜厚度均匀且每一层厚度约80nm。研究结果还表明:当Y3+掺杂浓度为0.2%(摩尔分数)时,ZnO薄膜的非线性伏安特性最好,其漏电流为0.46mA,电位梯度为110V/mm,非线性系数为3.1。     

Zn掺杂CdO薄膜的溅射法制备和光电性能研究

目的通过向CdO薄膜中掺杂ZnO,在尽量不影响其电学性质的前提下,拓宽禁带宽度并改善性能。方法通过磁控射频溅射分别在玻璃基底和硅111基底上沉积了一系列Cd_(1-x)Zn_xO透明导电薄膜。利用XRD、紫外可见分光光度计和霍尔效应测量仪,测试了薄膜的结构、光学和电学性能。结果随着Zn掺杂含量的增加,薄膜结构会发生变化:x0.25时,薄膜结果为岩盐相;0.25x0.5时,薄膜结构为混合相;x0.5时,薄膜结构变成了纤锌矿相。掺杂Zn后,薄膜吸收边可以提升到3eV左右,同时其电阻率为6.69×10~(-4)?·cm,载流子浓度为7.92×10~(20) cm~(-3),与纯CdO薄膜电学性质相近。结论对CdO薄膜进行一定量的ZnO掺杂,可以在不影响其电学性质的前提下提高禁带宽度,从而使薄膜具有良好的光电性能。     

具有高耐蚀性和导电性的掺Cr类金刚石非晶碳的化学式解析

Cr掺杂的类金刚石非晶碳具有良好的导电性和耐腐蚀性,这对于燃料电池金属双极板涂层改性特别重要。使用团簇加连接原子模型对其非晶结构进行了详细解析,在该模型中,良好的玻璃形成材料由覆盖特征性最近邻团簇加上几个下一壳层原子的结构单元来表述。根据文献,在Cr掺杂的类金刚石非晶碳中占优势的团簇是Cr中心和C壳层的[Cr-C4]四面体团簇,然后将该团簇与适当的连接原子匹配,以满足电子轨道饱和原理。由此推导出了两个最优组成式,即[Cr-C4]CrC3(22.2%Cr)和[Cr-C4]Cr3C2(40%Cr),它们显示出良好的非晶态结构稳定性。实验结果显示,所提出的这两组化学组成的涂层材料兼具低电阻率(低至10-4Ω·cm)和优异的耐腐蚀性(腐蚀电流密度~10^-2μA/cm^2)。在sp2键含量和渗流理论的框架内讨论了导电和耐蚀的协同行为。这项工作验证了团簇加连接原子模型在具有高耐腐蚀性和高导电性的涂层材料成分设计中的可行性。     

Sn 和Cu掺杂对Zn0.98Fe0.02O块材样品磁性的影响

采用共沉淀法在600oC制备了Sn 和Cu掺杂的Zn0.98Fe0.02O多晶块材样品。X射线衍射分析结果显示：所有的样品均为单相,具有ZnO纤锌矿结构。M-T曲线显示Sn掺杂严重削弱了系统铁磁性,而Cu掺杂则增强了系统铁磁性。这个结果与磁极化子模型一致,额外的Sn掺杂降低了系统中的空穴浓度,冻结了样品中的铁磁耦合作用。     

溶胶-凝胶法制备ZAO薄膜研究

研究了用溶胶-凝胶法制备ZAO薄膜的工艺、掺杂及其显微结构.用六水合氯化铝在溶胶中引入Al2O3.掺杂Al的含量为1%,3%,6%和9%.用浸涂法在石英玻璃基片上浸涂ZnAO薄膜,研究了热处理、掺杂对ZAO薄膜相组成和显微结构的影响.X射线衍射结果表明,衍射图谱中无Al2O3的衍射峰.随着掺杂量的变化,ZnO主要衍射峰的位置、晶面间距均发生了有规律的变化,说明Al掺杂进了ZnO晶格中.研究结果表明,溶胶浓度、Al掺杂量、热处理温度都影响薄膜的显微结构.当薄膜厚度较大时,热处理过程中ZnO晶粒呈现明显的择优生长现象.     

电化学沉积Nd掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质的研究

用电化学沉积方法制备出了Nd掺杂的ZnO薄膜,并研究其结构和光学性质。X-射线衍射谱的结果表明Nd3 替代Zn2 进入到ZnO晶格中,并没有引起杂相的出现。吸收谱的分析表明,随着掺杂浓度的增大,吸收峰向短波长方向移动 ,即发生蓝移。光致发光谱的结果表明随着Nd3 掺杂浓度的增大,紫外峰强度减小,可见光部分强度增大了。     

基片温度对Co掺杂ZnO薄膜室温铁磁性的影响

采用磁控共溅射法在Al2O3(0001)基片上沉积了Zn1-xCoxO(x=0.08～0.3%)薄膜,研究了基片温度对Co掺杂ZnO薄膜结构和磁性的影响.结果表明:Al2O3(001)基片很好地诱导了ZnCoO薄膜(002)取向生长,并且所有的薄膜均显示室温铁磁性.较低的基片温度不仅能有效抑制薄膜中Co2O3杂质相的产生,而且薄膜磁矩较大.紫外-可见光谱也表明,薄膜中Co2 取代了ZnO中Zn2 的位置.     

Properties of Ni doped and Ni-Ga co-doped ZnO thin films prepared by pulsed laser deposition

ZnNiO and Zn(Ni,Ga)O thin films were prepared on glass substrates by pulsed laser deposition. The obtained films are of good crystal quality and have smooth surfaces, which have a hexagonal wurtzite ZnO structure with a highly c-axis orientation without any Ga or Ni related phases. Hall-effect measurements showed that the ZnNiO film is n-type, in which the carrier concentration would be greatly enhanced by the addition of Ga. Room temperature ferromagnetism is observed for the ZnNiO and Zn(Ni,Ga)O films. The addition of Ga into the ZnNiO films increases the electron concentration but weakens the room temperature ferromagnetism.     

电化学沉积法制备Co-ZnO薄膜及其室温铁磁性

摘 要:用电化学沉积方法,在锌片上成功制备出了Co掺杂ZnO稀磁半导体薄膜.XRD研究表明,Co-ZnO薄膜均为六方纤锌矿结构,没有出现与Co相关的杂质相.由XPS测量结果可知,钴离子在ZnO薄膜中以+2价的形式存在,替换了ZnO晶格中部分Zn2+.通过样品室温铁磁性测量结果进一步验证了Co2+取代了ZnO晶格中Zn2+的格位.     

Boron and fluorine doped ZnO films obtained from zinc chloride precursor via chemical spray pyrolysis

Both boron (1, 2 and 3 at %) and fluorine (1, 3, 5 and 7 at %) doped zinc oxide thin films (ZnO:B:F) were fabricated using zinc chloride precursor by airbrush spray pyrolysis technique on glass substrates. X-ray diffraction (XRD) measurements show that all ZnO:B:F films have hexagonal wurtzite structure with a preferential growth along the [0 0 2] direction on glass substrates. Scanning electron microscope (SEM) results show that the morphologies of all doped films have a regular hexagonal shape. The optical measurements reveal that ZnO:B:F films have a direct band gap and optical energy gaps are increasing with boron and fluorine concentration. The optical transmittance of B and F doped ZnO films is measured very low due to columnar structure of prepared films. Moreover, it has been observed that the doping of ZnO films with boron and fluorine decreases the electrical resistance, and the lowest resistances of films were observed at 1%B–3%F and 2%B–3%F concentrations.     

Hydro/solvo-thermal synthesis of ZnO crystallite with particular morphology

ZnO with controllable morphologies of hexangular pillars, tubes, tablets and tube-structured needles was hydro/ solvo-thermally synthesized by simply changing solvents among H2O, H2O2, alcohol and olefin, using Zn(NO3)2-6H2O and NaOH as the starting materials. The products were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and photoluminescence (PL) measurement. The growth mechanism of differently structured ZnO was discussed. The results reveal that the synthesized ZnO crystals possess a wurtzite structure, the solvent kind has very different influence on the morphology of ZnO, and the hexangular pillars, tablets, short pillars and needles of ZnO are easily obtained in solvent of H2O, C2H5OH+H2O, wet olefin, and H2O2.     

Zn0.95Co0.05O纳米线和纳米管的电泳沉积法可控合成（英文）

以阳极氧化铝为模板通过电泳沉积法制备Zn0.95Co0.05O纳米线和纳米管,并对电泳沉积法制备纳米线(管)的机理进行研究。系统的结构表征表明所得的纳米管和纳米线是由8～15nm的纤锌矿纳米晶构成的多晶结构,Co2+离子以代位掺杂形式掺入晶格,取代了晶格中的Zn2+离子。磁性表征显示制备的纳米线和纳米管具有室温铁磁性。由于Co在纳米线(管)中表面择优分布,纳米管的磁性明显高于纳米线。     

ZnO纳米晶的合成、掺杂及发光性能研究

以Zn(NO_3)_2、(NH_4)_2CO_3与Y(NO_3)_3为初始原料,采用水热法制备了棒状和枝状ZnO及掺杂Y的ZnO纳米晶.采用XRD、Raman、FESEM 、EDAX和PL方法对合成产物形貌与发光性能进行表征.XRD与Raman的研究结果表明,合成的棒状和枝状ZnO纳米晶为六方纤锌矿单晶;XRD与FESEM的测试结果表明,pH值对水热产物的晶相及形貌有重要的影响;XRD结合EDAX的分析结果表明,热处理后的水热产物中Y元素掺入了ZnO基体;ZnO及ZnO-Y_2O_3的纳米晶PL谱的结果表明,产物的发光性能与制备方式有关,与此同时,ZnO-Y_2O_3纳米晶的本征发光峰发生红移,其结果与Y元素与ZnO之间的能量传递有关.     

氮气流量对磁控溅射法沉积NGZO薄膜性能的影响

目的通过磁控溅射镀膜工艺,在玻璃上制备高质量的氮镓共掺杂氧化锌(NGZO)薄膜。方法采用射频磁控溅射法,同时通入氩气和氮气,在流量比分别为25/10、25/20、25/25、25/30((m L/min)/(m L/min))条件下制备NGZO薄膜。通过XRD和SEM对薄膜的物相结构和表面形貌进行分析,通过紫外/可见分光光度计和霍尔效应测试仪对薄膜透过率和载流子浓度、迁移率及薄膜电阻率进行研究。结果与未掺入N的Ga掺杂氧化锌(GZO)薄膜相比,在可见光区,尤其是600~800 nm范围内,NGZO薄膜平均透过率在80%以上,符合透明导电薄膜透过率的要求。GZO薄膜载流子浓度较高,电阻率较低,而掺入N后薄膜的载流子浓度和迁移率有所下降,电阻率有所增加。结论在N-Ga共掺杂薄膜中,N的掺杂主要占据O空位,并吸引空位周围的电子,这减小了薄膜晶格畸变,并产生电子空穴,最终使得薄膜中电子载流子浓度降低,空穴载流子浓度增加,电阻率有所增加。随着氮气流量的变化,发现在25 m L/min时,薄膜具有最佳的综合性能。这种薄膜可用于紫外光探测器等需较大电阻率的应用中,并有望实现n-p型转化。