Cd掺杂ZnO薄膜的光致发光性能研究

三元半导体Cd掺杂ZnO薄膜通过脉冲激光法沉积 在石英玻璃基底上,Gd含量x从0增加到0.23。X射线衍射(XRD)图谱表明,所有Zn1－xCd xO薄膜都具有c轴取向的六方纤锌矿结构,而且c轴 晶格常数随着 x的增加而增加。原子力显微镜(AFM)观察到,随着x的增加,Zn1－xCdxO 薄膜的晶粒尺寸逐渐减小。光致发光(PL)和透过率 测量都证实,随着x的增加,薄膜的禁带宽度Eg从3.27eV降低到了2.78eV,同时导致了PL峰半高 宽(FWHM)的变大。PL峰迁移到了可见光范围内,使得Zn1－xCdxO薄膜可以应用在可见光发光二极管及其它高效率的光电 子器件。     

In掺杂ZnO透明导电薄膜光电性质的研究

采用射频磁控溅射技术成功制备出无掺杂和In掺杂的ZnO透明导电薄膜.研究了In掺杂对薄膜的结构和光电性能的影响.结果表明,In掺杂有利于提高ZnO薄膜结晶度,使薄膜表面更加致密平整;由于In3+替代了Zn2+,提供了大量的剩余电子,使薄膜的导电性质得到了很大的提高,所得薄膜的最小电阻率为4.3×10-3Q·cm.制备的ZnO薄膜在可见光范围的透过率达到了85%,In的掺杂对透光率的影响不大.     

缓冲层对太阳电池用ZnO:B薄膜结构及其光电性能的影响

通过优化ZnO缓冲层(buffer layer),有效地改善了由金属有机化学气相沉积(MOVCD)法制备的ZnO:B薄膜的光电特性。结果表明,"富氧"的缓冲层有效增加了ZnO:B-TCO的近红外区域透过率,使其更适应宽光谱薄膜太阳电池的发展要求。经过优化的ZnO:B,"类金字塔"状晶粒尺寸约300～500nm,波长550nm处绒度(haze)为10.8%,薄膜电子迁移率为20.7cm2/Vs,电阻率为2.14×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.41×1020cm-3,且在400～1 500nm波长范围内的平均透过率为83%(含2mm厚玻璃衬底)。     

Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

采用直流磁控溅射法,在室温水冷玻璃衬底上制备出Al-Zr共掺杂的ZnO透明导电薄膜。研究结果表明,Ar气压强对Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构和电阻率有显著影响。X射线衍射(XRD)表明,Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向。扫描电镜(SEM)观察表明,Ar气压强对Al-Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜的微观结构影响较大。薄膜的厚度随Ar气压强的增加而变薄,在Ar气压强为2.5Pa时,制备的Al-Zr共掺杂ZnO薄膜电阻率具有最小值1.01×10-3Ω.cm,在可见光区(500～800nm)平均透过率超过93%。     

铌酸盐无铅压电薄膜的脉冲激光沉积制备研究

采用脉冲激光沉积(PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了新型Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3无铅压电陶瓷薄膜,分别利用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该薄膜的晶体结构及表面形貌,分析研究了制备技术和工艺对薄膜晶体结构及表面形貌的影响.研究结果表明:薄膜的热处理温度和氧气压力对所生长的薄膜影响较大;制备Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3薄膜的最佳退火温度和氧气压力分别为650℃和30 Pa;利用脉冲激光沉积的Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3无铅压电陶瓷薄膜具有精细的表面结构.     

PLD法制备透明ZnO薄膜的主要点缺陷研究

采用脉冲激光沉积(PLD)法在石英衬底上制备了ZnO薄膜。为研究ZnO薄膜内部主要点缺陷,我们用(002)ZnO单晶与ZnO薄膜作对比,并进行了霍尔测试、X线衍射(XRD)和光学透射谱等基本表征。霍尔测量得到的高的霍尔迁移率及XRD图表明,制备的ZnO薄膜结晶良好,具有沿c轴高度择优取向。同时,ZnO薄膜衍射峰相对于单晶向大角度方向发生了漂移。透射谱表明,ZnO薄膜在可见光区透过率为75%,吸收带边相对于单晶发生蓝移。各种表征手段证明PLD法制备的ZnO薄膜主要点缺陷为Zn填隙(Zni)。     

反应压力对MOCVD法沉积ZnO薄膜性质的影响

研究了反应压力对金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备未掺杂ZnO薄膜的微观结构和光电特性影响.X射线衍射(XRD)和扫描电子镜(SEM)的研究结果表明,随着反应压力的降低,ZnO薄膜(002)择优峰的强度呈现相对减弱趋势,并且出现了较强的(110)峰;Hall测量表明,低的反应压力有助于提高薄膜电学特性.200 Pa时制备出的ZnO薄膜具有明显的"类金字塔"状绒面结构,电阻率为1.28×10-2 Ω·cm.实验中沉积的ZnO薄膜在600～2 600 nm内平均透过率超过80%,而短波长范围由于光散射作用,ZnO薄膜的垂直透过率有所下降.     

Ti-Al共掺ZnO薄膜的应力、结构和光电性能研究

利用直流磁控溅射工艺,在水冷玻璃衬底上成功沉积出了高透光、低电阻率的Ti-Al共掺ZnO(TAZO)透明导电薄膜.X射线衍射(XRD)研究结果表明,TAZO薄膜为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构多品薄膜.研究了TAZO薄膜的应力、结构以及光电性能与薄膜厚度的关系,结果表明.当薄膜厚为531 nm时,薄膜晶格畸变最小,具...     

O2压对脉冲激光沉积ZnO薄膜性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Al2O3(0002)衬底上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔电导测量和透射光谱等表征技术研究了工作O2压对ZnO薄膜的结晶特性、电学和光学性能的影响.研究结果显示:在133×10-1～266×10-2 Pa内,ZnO薄膜的晶粒尺度随工作O2压的增加而增加,晶体结构趋于完整,表面更加平整;当工作O2压为266×10-1 Pa时,ZnO薄膜的表面粗糙度有所增加,薄膜的结晶质量恶化;工作O2压的不同导致ZnO薄膜的电学、光学特性的变化.     

PLD法制备ZnO薄膜的退火特性和蓝光机制研究

通过脉冲激光沉积(PLD)方法,在O2中和100～500℃衬底温度下,用粉末靶在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜,在300℃温度下生长的薄膜在400～800℃温度和N2氛围中进行了退火处理,用X射线衍射(XRD)谱、原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)谱表征薄膜的结构和光学特性。XRD谱显示,在生长温度300℃时获得较好的复晶薄膜,在退火温度700℃时获得最好的六方结构的结晶薄膜;AFM显示,在此退火条件下,薄膜表面平整、晶粒均匀;PL谱结果显示,在700℃退火时有最好的光学特性。     

衬底温度对In掺杂CdO薄膜的结构和性能的影响

Transparent indium-doped cadmium oxide（In-CdO） thin films were deposited on quartz glass substrates by pulsed laser deposition（PLD） from an ablating Cd-In metallic target.The effect of substrate temperature on the structural,optical and electrical properties of In-doped CdO thin films were studied in detail.The optical transmittance of In doped CdO films are obviously influenced by the substrate temperature.All films exhibit a transmittance higher than 75%in the visible region.More significantly,In-doping leads to an evident widening of optical band gap from 2.56 to 2.91 eV;and the increase in optical band gap is found to depend on the deposition temperature.It is also seen that the electrical properties of these films strongly depend on the substrate temperature. The In-CdO thin film grown at 300℃has low resistivity(1.15×10^-4Ω·cm),high carrier concentration(5.35×10²⁰ cm^-3),and high mobility（101.43 cm²/（V·s））.     

基于PLD法制备ZnO:Eu3+,Li+薄膜的发光性质研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(111)衬底上生长了Eu3+、Li+共掺杂的ZnO薄膜。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)谱测试和光致发光(PL)谱分析,重点研究了退火处理对样品结构和发射光谱的影响。XRD谱测试表明,样品具有很好的C轴择优取向。PL谱研究表明,当用325nm光激发样品时,样品的发射光谱仅由ZnO基质的紫外发射和蓝光发射组成,并没有发现稀土Eu3+的特征发光峰;样品的蓝光发射源于电子从Zn填隙形成的浅施主能级到Zn空位形成的浅受主能级跃迁;和真空中退火的样品相比,O2中制备的样品的蓝光发射减弱,紫外发光增强。用395nm的光激发时,退火前样品分别在594nm和613nm处存在两个明显的Eu3+特征发光峰,退火后的样品仅发现Eu3+位于594nm的特征发光峰,这表明,退火处理不利于稀土离子的特征发射,但O2中退火的样品ZnO基质红绿波段发射光谱明显增强。     

脉冲激光制备ZnO压敏电阻薄膜

利用脉冲激光沉积技术，在光学玻璃基片上制备了性能良好的ＺｎＯ压敏多晶薄膜，其非线性系数ａ≥６，压敏转折电压约３．５Ｖ。     

Room-temperature ferromagnetic ordering in Mn-doped ZnO thin films grown by pulsed laser deposition

The ferromagnetic ordering in Mn-doped ZnO thin films grown by pulsed laser deposition (PLD) as a function of oxygen pressure and substrate temperature has been investigated. Room-temperature ferromagnetic behaviors in the Mn-doped ZnO films grown at 700°C and 800°C under 10⁻¹ torr in oxygen pressure were found, whereas ferromagnetic ordering in the films grown under 10⁻³ torr disappeared at 300 K. The large positive magnetoresistance (MR), ∼10%, was observed at 5 K at low fields and small negative MR was observed at high fields, irrespective of oxygen pressure. In particular, anomalous Hall effect (AHE) in the Mn-doped ZnO film grown at 700°C under 10⁻¹ Torr has been observed up to 210 K. In this work, the observed AHE is believed to be further direct evidence demonstrating that the Mn-doped ZnO thin films are ferromagnetic.     

PLD法制备纳米类金刚石薄膜及衬底温度的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)技术在O2氛围下于α-Al2O3(0001)基片上制备出纳米类金刚石薄膜。借助扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和Raman光谱分析了薄膜的形貌和结构随沉积时衬底温度的变化情况。结果表明：随着衬底温度的升高,薄膜颗粒尺寸减少;在衬底温度为550℃时,所制备的薄膜均匀、光滑,且大约是由14nm大小的颗粒组成。对薄膜的生长机理作出了分析。     

溅射功率对Zr,Al共掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响

室温下,采用直流磁控溅射法,在载玻片衬底上制备出了Zr,Al共掺杂ZnO(AZZO)透明导电薄膜。研究了溅射功率对薄膜的组织结构、表面形貌和光电学性能的影响。结果表明,制备的AZZO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。当溅射功率为150W时,薄膜电阻率达到最小值1.66×10–3Ω·cm,在可见光区平均透过率超过93%。     

衬底温度对PLD法制备的ZnO:Ga薄膜结构和性能的影响

利用脉冲激光沉积法在石英衬底上制备了镓掺杂氧化锌(ZnO:Ga)透明导电薄膜,研究了衬底温度对薄膜的结构、表面形貌和光电性能的影响.研究表明:制备的ZnO:Ga薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜.随着衬底温度的增加,衍射峰明显增强,晶粒尺寸增大.当衬底温度为450℃时,薄膜的最低电阻率为8.5×10<'-4>Ω·cm,...