水热法制备氧化锌纳米棒

以Zn(NO3)2·6H2O,Zn,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和N2 H4·H2O等为原料,采用水热法和改进的水热法,在180℃制备了氧化锌(ZnO)纳米棒束及纳米棒阵列薄膜.用XRD,SEM,FE-SEM及HR-TEM对样品进行了表征.具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒直径在40～80nm左右.以负离子配位多面体生长基元理论讨论了ZnO晶体的生长过程及反应条件对ZnO形貌的影响.样品光致发光谱测试结果表明,纳米棒束、阵列具有强的紫紫外光发射峰和不同强度的蓝绿光发射峰.     

ZnO纳米棒水热法制备及其发光特性研究

采用氢氧化钾(KOH)和二水醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2H2O)配制不同浓度的反应溶液,反应过程中加入表面活性剂聚乙二醇(HO(CH2CH2O)13H),在80℃水热反应条件下制备出了优异的ZnO纳米材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪等测试方法研究了样品的成分、表面形貌和微结构。SEM研究结果显示:样品沿c轴择优生长,径粒分布均匀,长径比高,为六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒和菊花状ZnO纳米棒。光致发光谱性能分析显示样品在392 nm附近具有很强的紫外光发射能力,随着反应物浓度的增加,紫外峰发生约3 nm的蓝移,同时,样品还在绿光535 nm附近有较弱的光致发光现象。以上结果表明所制备的ZnO纳米材料具有优异的紫外光发射能力。     

水热法制备氧化锌纳米棒

以Zn(NO3)2·6H2O,Zn,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和N2 H4·H2O等为原料,采用水热法和改进的水热法,在180℃制备了氧化锌(ZnO)纳米棒束及纳米棒阵列薄膜.用XRD,SEM,FE-SEM及HR-TEM对样品进行了表征.具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒直径在40～80nm左右.以负离子配位多面体生长基元理论讨论了ZnO晶体的生长过程及反应条件对ZnO形貌的影响.样品光致发光谱测试结果表明,纳米棒束、阵列具有强的紫紫外光发射峰和不同强度的蓝绿光发射峰.     

ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜的制备及其特性

笔者采用射频磁控溅射工艺、以氧化锌铝陶瓷靶为靶材制备透明导电ZAO薄膜,系统研究了各工艺参数,如氧流量、工作气压、温度、射频功率和退火条件等对其结构和光电特性的影响。实验结果表明:在纯氩气中且衬底温度为300℃时制备的ZAO薄膜经热处理后电阻率降至8.7104 W·cm,可见光透过率在85%以上。X射线衍射谱表明ZAO晶粒具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长。     

射频磁控溅射制备ZnO纳米薄膜的研究

采用磁控溅射的方法来制备ZnO纳米薄膜。薄膜的晶体特性以及表面结构主要通过X射线衍射、扫描电子显微镜及原子力显微镜来进行表征。     

溶胶-水热法制备纳米氧化镁薄膜的研究

结晶良好的氧化镁薄膜具有很好的化学稳定性、热传导性和绝缘性，而且氧化镁的表面张力、晶格常数等性质与常见半导体、电极材料很接近，因此可用来制备高临界温度的超导体以及铁电薄膜的稳定阻挡层。同时，氧化镁也是良好的微滤材料以及功能陶瓷的衬底，广泛应用于集成电路、电子、功     

ZnO纳米晶薄膜/p-Si异质结制备及其光电特性

为了发展高性能、低成本和结构简单的ZnO纳米 器件,在本文中,利用简便的热分解法,在p型 硅(p-Si)基底上制备ZnO纳米晶薄膜,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪 (XRD)、紫外- 可见分光光度计和荧光光谱仪,分别研究了ZnO纳米晶薄膜的形貌、晶相结构和光学特性。 结果显示:在 p-Si基底上形成不规则颗粒状ZnO纳米晶,为多晶六方纤锌矿结构。ZnO纳米晶薄膜在可 见光区光透过率 高于90%,光学带宽为3.26eV,仅在 387nm处出现一个很强的近带边(NBE)发射峰。进一步发现ZnO纳米 晶薄膜/p-Si异质结在暗态和365nm紫外光照射下都出现整流特性, 形成了二极管。在暗态下,该二极管的 整流率为3.95(±2.46 V),开启电压约为0.7V,理想因 子为4.65,反偏饱和电流为4.57×10－8 A。在365nm的 紫外光照射下,它的整流率高达24.85(±0.65V),说明它对365nm的紫外光有很高的响应,适合用于紫外光探测 器。     

锥状ZnO纳米结构薄膜的制备及其场发射特性

以醋酸锌和氨水为原料,采用直接水热法制备锥形纳米ZnO。借助于XRD、SEM等测试手段,对锥状纳米ZnO薄膜的制备条件、场发射特性和稳定性进行分析研究。研究结果表明,水热法直接合成的锥状纳米ZnO具有良好的场发射特性,是场发射平板显示器阴极的理想材料。     

直流磁控溅射ZnO：Al薄膜过程中氧气浓度的研究

采用直流磁控溅射的方法制备ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜,研究了氧气浓度对ZAO薄膜的结构、光电性质的影响。实验表明适当的氧气浓度是制备优质ZAO透明导电薄膜的关键。本实验条件下制备的ZAO薄膜最低电阻率为3.67×10-4Ω.cm,可见光部分透过率高于90%。     

籽晶层热处理温度对ZnO纳米棒阵列性能的影响

以不同热处理温度下制备的ZnO籽晶层为基底,采用水热法生长ZnO纳米棒阵列,对制备得到的ZnO纳米棒阵列的相结构和微观形貌以及发光特性进行了表征,分析了籽晶层热处理温度对ZnO纳米棒阵列性能的影响机理,发现在籽晶层热处理温度为450℃时,生长得到的ZnO纳米棒阵列空间取向最优,发光性能最好。     

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/□。     

衬底温度对磁控溅射法制备的ZnO:In薄膜光电性能的影响

以粉末靶为溅射源,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备掺铟氧化锌(ZnO:In)透明导电膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、霍尔测试仪,以及分光光度计等对不同衬底温度下生长的ZnO:In薄膜的结构、光电性能进行表征.结果表明,所有制备的ZnO:In薄膜均为六角纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)择优取向.ZnO:In薄膜的电阻率随着衬底温度的升高先减小后增大,当衬底温度为100℃时,薄膜的最低电阻率为3.18×10~(-3)Ω·cm.制备的薄膜可见光范围内透过率均在85%以上.

Abstract：

Indium doped zinc oxide (ZnO : In) films were deposited on glass substrates by RF magnetron sputtering method using a powder target.The influence of the substrate temperature on the structure,optical and electrical properties was investigated by X-ray diffraction (XRD),atom force microscope (AFM),Hall measurement and optical transmission spectroscopy.The results show all the obtained films are polycrystalline with a hexagonal wurtzite structure and grow preferentially in the (002) direction,and the grain size is about 22～29 nm.The conductivity of the ZnO : In films change with the substrate temperature,and the lowest electrical resistivity is about 3.18 × 10~3 Ω·cm for the samples deposited at substrate temperature 100 ℃.The transmittance of our films in the visible range is all higher than 85%.     

溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性

采用直流磁控溅射镀膜工艺在玻璃基片上沉积了具有良好c轴择优取向的znO薄膜.用组合式多功能光栅光谱仪测得透光率均在85%以上;用AXRF分析了退火前后薄膜的物相,并用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌.样品通过空气中退火,薄膜结晶质量明显提高,晶粒有所长大,取向更加一致.在室温下用荧光分光光度计分析了薄膜的发光特性,观测到明显的紫外光发射(波长为386 nm)和波峰为528nm的一"绿带"宽峰.紫外发射是由于导带和价带之间的电子跃迁,宽峰是源于晶体的缺陷.     

衬底温度对ZnO薄膜特性的影响

用脉冲激光沉积(PLD)的方法制备ZnO薄膜。通过对薄膜的X射线衍射(XRD)测试,分析了不同衬底温度下薄膜的结晶状况;通过对薄膜的光致发光谱线的测试,分析了不同衬底温度下薄膜的光致发光状况,同时进行了薄膜表面结构的测试。结果显示,衬底温度为400℃的样品结晶质量较高,具有C轴的择优取向,同时发光性能达到相对优化。     

中频脉冲溅射制备绒面ZnO透明导电薄膜

采用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。电阻率为5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,可见光范围内(400～800nm)的平均透过率大于85%。用酸腐蚀的方法可以获得绒面效果。分析了气压和温度对绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池要求的绒面ZnO透明导电薄膜。     

ZnO材料的生长及表征

氧化锌材料是新一代宽禁带光电子半导体材料和场致发射材料，通过等离子体分子束外延设备，在a-plane的蓝宝石衬底上生长了高质量的氧化锌外延材料。在生长过程中用反射高能电子束衍射仪(RHEED)，研究了生长时材料薄膜的表面形貌。为了使材料更好地应用于器件，研究了材料的掺杂性质。研究了给体束缚激子(Donor bound exeiton (DX))、自由激子(Free exciton(EX))和受体束缚激子(Aeeeptor bound exciton (AX))随温度变化的发光过程。用紫外-可见透射光谱研究了ZnO薄膜材料的透射光谱性质。结果表明，用分子束外延生长设备成功地生长了高质量的氧化锌薄膜材料。     

腐蚀法制备绒面ZnO透明导电薄膜

利用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。对平面ZnO薄膜进行短时间弱酸腐蚀,可以获得绒面效果的ZnO透明导电薄膜。分析了工作气压和衬底温度对薄膜绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池的绒面ZnO透明导电薄膜。当压力控制在1.92Pa左右,衬底温度150～170℃范围内沉积的薄膜具有最佳的绒面和较低的电阻率,电阻率可达5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,在可见光范围平均透过率超过85%。     

ITO透明导电薄膜的制备工艺研究

采用溶胶-凝胶法以InCl3·4H2O和SnCl4·5H2O为前驱物在玻璃基片上制备了ITO透明导电薄膜.详细研究了热处理初始温度、溶胶浓度、热处理温度、热处理时间、铟锡比例以及镀膜层数对薄膜光电特性的影响,得出了最佳工艺条件.结果表明,采用最佳工艺制备的ITO透明导电薄膜为体心立方的In2O3结构,Sn4 离子取代In2O3晶格中的In3 离子,样品不含低价氧化锡,薄膜方阻达到600 Ω/□,可见光透过率达到83%.     

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。     

电泳法制备ZnO纳米薄膜研究

报导了一种简单而有效的制备ZnO纳米薄膜的方法。以纳米ZnO和Mg(NO3).6H2O的异丙醇溶液作为电泳膜的沉积液,采用电泳法在ITO衬底玻璃上制备了高质量的ZnO纳米薄膜,并用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、Raman谱和光致发光(PL)谱等对所制得的薄膜进行了表征。XRD表明,ZnO电泳膜是多晶膜且具有纤维锌矿结构;Raman谱和PL谱表明,ZnO纳米薄膜具有较强的紫外发射,其峰值波长为384 nm,而它的可见发射几乎观察不到,表明ZnO电泳膜是高质量的。