Li掺杂量对Li-N共掺ZnO薄膜光学性能的影响

本文利用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了 本征、N单掺和Li-N共掺的ZnO薄膜。 研究Li掺杂量的改变对薄膜的晶体结构、表面形貌、透过性能和发光性能的影响。采用了紫 外-可见分光光度计(UV-VIS)、光致发光谱(PL)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍 射 仪(XRD)等表征手段对样品进行了测试。结果表明:Li掺杂量的改变对薄膜的结构和性能 都有一定的影响,随着Li掺杂量的增加,(002)衍射峰强度增大,晶 粒尺寸先增加后减小, 紫外发射峰的强度和薄膜的透过性能同样是先增强后减弱。当Li元素的原子比为6at%时, 薄膜的c轴择优取向明显,结晶性能最好,薄膜紫外发光最强,透过率最大。     

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.     

B掺ZnO薄膜的制备及其光学性能研究

利用溶胶-凝胶法(sol-gel)在玻璃和硅衬底上生长了B掺杂量分别为0 at％、0.5at％、1.0 at％、2.0 at％、3.0 at％、4.0 at％的ZnO薄膜.采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)分光光度计等测试手段对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征.结果 表明:所制备的样品在2θ=34.4°左右出现了ZnO晶体的(002)衍射峰,说明制得的样品具有六方纤锌矿结构.并且(002)衍射峰的半高宽先变小后变大,这说明衍射峰的强度是先加强后减弱,证明其晶粒尺寸是先增大后减小.当B掺杂量为3.0 at％时,样品沿(002)方向择优取向生长最为明显,薄膜上的晶粒生长均匀、致密.B掺氧化锌(BZO)薄膜在可见光区的透过率随B3+的掺杂量的增加先增加后减小,并出现轻微蓝移的现象.当掺入B3+的量为3.0 at％时,薄膜结晶质量最好,表面最为均匀、致密,透过率达到90％.     

掺Al对ZnO薄膜发光性能的调控作用

采用溶胶-凝胶法，在玻璃上制备了不同掺Al浓度的ZnO薄膜。x射线衍射（XRD）结果表明，所制备的薄膜具有c轴择优取向，随着掺Al浓度的增加，（002）峰向低角移动，峰强逐渐减弱。探讨了掺Al对ZnO薄膜发光性能的调控作用，薄膜的透射谱表明：通过改变掺Al浓度，可以提高ZnO薄膜的紫外光透过率，使其吸收边向短波长方向的移动被控制在一定的范围内，从而使薄膜禁带宽度连续可凋；薄膜的光致发光（PL）谱显示：纯ZnO薄膜的PL谱是由紫外激子发光和深能级缺陷发光组成，通过掺Al有助于减少薄膜的缺陷，减弱深能级的缺陷发光，同时紫外带边发射的峰位向高能侧蓝移，与吸收边缘移动的结果相吻合，由紫外发光峰位获得的光禁带与通过透射谱拟合得到的光禁带基本一致。     

溶胶-凝胶法制备Co,Cu共掺杂ZnO薄膜 结构及光学特性

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了纯ZnO薄膜和高浓度Cu掺杂的Co,Cu共掺ZnO(Zn0.90CoxCu0.1-xO,x=0.01,0.03,0.05)薄膜。扫描电镜观察到无论是纯ZnO还是掺杂ZnO薄膜表面都有均匀分布的颗粒,但是在Cu含量较高时均匀性更好。X射线衍射揭示所有样品都具有纤锌矿结构,但是Cu掺杂量的增加使晶格常数略有减小,而晶粒尺寸却略有增大。XPS测试结果表明样品中Co离子的价态为+2价和+3价,Cu离子的价态为+2价和+1价共存。室温光致发光测量在所有样品中均观察到较强的紫外发光峰、蓝光双峰和较弱的绿光发光峰。     

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.     

溶胶-凝胶法制备铜掺杂氧化锌薄膜的光学特性

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了不同Cu掺杂量的ZnO薄膜。用X线衍射仪、原子力显微镜研究Cu掺杂对ZnO(ZnO∶Cu)薄膜的微观结构、表面形貌的影响。结果表明,Cu掺杂并未改变ZnO的纤锌矿结构,但所有样品的衍射峰向大角度偏移,且薄膜的粒径增大,说明薄膜的内在应力使晶格发生了畸变。在ZnO薄膜的透射光谱中,透射率在可见光范围随掺杂量的增加而降低,且吸收边发生红移,可见Cu掺杂减小了带隙宽度。从室温下的光致发光谱来看,Cu掺杂仅改变带边发光峰的位置,未显著改变ZnO薄膜的其他发光峰的位置,但因发光淬灭的原因,发光峰的强度明显降低。     

ZnO/(Ni)薄膜的制备与发光性能的研究

采用直流磁控溅射法制备了ZnO/(Ni)薄膜.研究了氧分压及Ni掺杂对ZnO薄膜的结构、光致发光特性及薄膜中的几种本征缺陷如氧空位(VO)、锌空位(VZn)、氧位锌(OZn)、锌位氧(ZnO)、间隙氧(Oi)、间隙锌(Zni)等浓度变化的影响.实验结果表明,随着氧分压的增大,466nm处的蓝色发光峰增强,掺Ni后蓝色发光峰也增强.通过分析,推测出蓝色发光峰可能是由ZnO薄膜中的间隙锌(Zni)点缺陷引起的.     

溶胶-凝胶法制备ITO薄膜的光电性能研究

采用溶胶-凝胶旋转涂膜工艺,在普通玻璃基片上制备了掺锡氧化铟(ITO)纳米透明导电薄膜。采用紫外-可见透射光谱和四探针技术,研究了不同Sn掺杂量、不同热处理温度和热处理时间以及不同涂层对薄膜光学和电学性能的影响。结果表明薄膜的方块电阻随Sn掺杂量的增大和热处理温度的升高先降低后增加,在适宜的温度范围内薄膜在可见光区平均透过率随热处理温度升高而增加。在一定的温度下,随着热处理时间的延长,ITO薄膜的方块电阻先降低后增加,透射率先增加后降低。在最佳工艺条件下,采用溶胶-凝胶法制备的ITO薄膜平均可见光透过率达86%,薄膜方阻为322Ω/□。     

衬底温度对ZnO:N薄膜结构和光学性能的影响

利用超声喷雾热解方法,以不同的沉积温度(450～510℃)在石英衬底上制备出具备较高光学质量的氮掺氧化锌(ZnO:N)薄膜。通过X射线衍射(XRD)谱研究了薄膜的结构,用扫描电子显微镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌,用紫外可见(UV)分光光度计、光致发光(PL)谱对薄膜的光学特性进行了测试分析。结果表明,所制备薄膜在可见波段具有较高透过率,并且沉积温度对ZnO:N薄膜的透过性能有很大影响。在衬底温度为500℃时得到的ZnO:N薄膜为六角纤锌矿结构,结晶质量最好、光透过率最高。PL谱的测试结果显示,在该条件制备的ZnO:N薄膜只在389.4nm处有一个较强的近带边紫外发光峰。     

sol-gel法制备ZAO薄膜的结构与光学性能研究

采用溶胶—凝胶法在普通玻璃衬底上制备了ZAO(ZnO:A1)薄膜,利用XRD、SEM、紫外—可见光谱和光致发光光谱对所制备的AZO薄膜进行了表征,研究了ZAO薄膜的结构和光学性能.结果表明:ZAO薄膜的微晶晶相与ZnO一致,且具有c轴择优取向;ZAO薄膜在可见光区的透过率超过了88％,在350～575 nm范围内有强的...     

sol-gel法制备ATO薄膜的结构与光学性能研究

采用sol-gel法在玻璃衬底上制备ATO(SnO2∶Sb)薄膜,并用XRD、SEM、紫外-可见光谱和光致发光对薄膜进行了表征,研究了ATO薄膜的结构和光学性能。结果表明:ATO薄膜微晶晶相与SnO2一致,仍然是四方金红石结构;ATO薄膜在可见光区的透过率超过80%,当r(Sb∶Sn)为0.15时,ATO薄膜的透过率最高达87%;ATO薄膜在344～380nm处有一个很强的紫外-紫光发射带,随着Sb掺杂量的增加,发射峰逐渐变强,在r(Sb∶Sn)为0.25时,发射峰相对强度达302.4。     

微量硼掺杂氢化非晶硅薄膜光电导性能研究

采用射频磁控溅射的方法制备了微量硼掺杂氢化非晶硅薄膜,对样品的光电导性能进行了研究.结果表明,不同的硼掺杂量下,氢化非晶硅薄膜透过率随掺杂量的增加而变大,透过率曲线截止边红移;吸收系数随着硼掺杂量的增加而增大;薄膜的折射率随着波长的增加而下降,同一波长下随着掺杂量的增加而增大,在500 nm波长处折射率达到4.2以上,最大到4.6;薄膜的交流电阻率在微量硼掺杂下随着硼掺杂量的增加先减小后增大.     

Al掺杂半导体Mg2Si薄膜的制备及光学带隙研究

用磁控溅射方法在Si衬底上制备了Al掺杂Mg2Si薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和分光光度计研究了掺杂含量对Mg2Si薄膜组分、表面形貌、粗糙度及光学带隙值的影响,XRD结果表明随着Al掺杂量的增加, Mg2Si衍射峰先增强后减弱. SEM及AFM的结果表明随掺杂量的增加,结晶度先增加后降低,晶粒尺寸减小,粗糙度先增加后降低.得到掺杂后薄膜间接跃迁带隙范围为0.423～0.495 eV,直接跃迁带隙范围为0.72～0.748 eV,掺杂前薄膜间接跃迁带隙和直接跃迁带隙分别为0.53 eV、0.833 eV.     

氮气中退火对ZnO薄膜结构与光学性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了ZnO薄膜,并将样品在氮气中进行了退火.对样品的表面形貌、结构性能、发光特性、透射光谱分别进行了检测.结果表明:退火后,样品的结晶质量提高,光致发光峰增强,在可见光范围内的平均透过率也有所增加.计算表明:退火后ZnO薄膜的禁带宽度略有减小.这可能是氮掺入ZnO薄膜后,N2p与O2p形成杂化轨道,二者能带部分重叠,从而使价带变宽、禁带变窄.     

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。     

Mg and Al co-doping of ZnO thin films: Effect on ultraviolet photoconductivity

Thin films of Zinc Oxide were deposited by the sol-gel technique on glass substrates. The films were doped with Al, Mg or co-doped with both by introduction of appropriate compounds in the solution before dip-coating and annealing in air at 500 °C. Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy was employed to measure the dopant incorporation. X-ray diffraction studies indicate that Mg doping increases grain size, while Al doping reduces it. Photoluminescence (PL) measurements indicate that undoped and Al-doped films show, along with a broad near band-edge (NBE) peak, additional peaks at longer wavelengths related to various defect states. However Mg doped films show only a sharp NBE peak, which is blue shifted compared to undoped ZnO, and there are no prominent sub band gap luminescence peaks. This is also the case for Mg and Al co-doped ZnO samples, provided the Mg content is low. Photocurrent measurements were carried out using silver contacts using a De source under atmospheric conditions. Undoped and Mg doped ZnO films showed high resistances and low photocurrent levels. With low Al doping, both the dark current and the photocurrent increase significantly, but the films show very long photocurrent transients. With optimized concentration of Mg/Al co-doping in ZnO, the photocurrent increased by ~98 times compared to ZnO films doped only with Mg. Simultaneously, the photocurrent transients became ~44 times faster than ZnO films doped only with Al.     

Study on the structural, electrical and optical properties of Al-F co-doped ZnO thin films prepared by RF magnetron sputtering

Al and F co-doped ZnO(ZnO:(Al,F)) thin films on glass substrates are prepared by the RF magnetron sputtering with different F doping contents.The structural,electrical and optical properties of the deposited films are sensitive to the F doping content.The X-ray analysis shows that the films are c-axis orientated along the(002) plane with the grain size ranging from 9 nm to 13 nm.Micrographs obtained by the scanning electron microscope(SEM) show a uniform surface.The best films obtained have a resistivity of 2.16×10-3Ω·cm,while the high optical transmission is 92.0% at the F content of 2.46 wt.%.