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。     

Co与Cu掺杂ZnO磁性薄膜的溶胶-凝胶旋涂法制备

用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Co,Cu单掺杂及(Co,Cu)共掺杂ZnO薄膜.磁性测量表明,无论是单掺还是共掺的ZnO薄膜都具有室温铁磁性,且Co掺杂和共掺杂ZnO薄膜的磁性相近,而Cu单掺ZnO薄膜磁性稍弱一点.用原子力显微镜和X射线衍射研究了Co,Cu掺杂对ZnO薄膜表面形貌和晶体结构的影响,在薄膜中没有发现第二相和磁性团簇的存在,且所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向.室温光致发光测量在所有的样品中都观察到447和482 nm附近的蓝光发射,认为是由于氧空位浅施主能级上的电子到价带上的跃迁所导致的.     

溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上使用旋转涂覆技术生长了Zn O薄膜.对薄膜的XRD分析表明Zn O薄膜为纤锌矿结构并沿c轴取向生长.透射光谱表明薄膜的禁带宽度为3.2 8e V ,与Zn O体材料的禁带宽度3.30 e V基本相同.用光致发光谱分析了经过5 0 0～70 0℃热处理获得的Zn O薄膜,结果表明Zn O薄膜在室温下有较强的紫外带边发射,但当热处理温度高于70 0℃时,可见光波段发射明显增加     

溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上使用旋转涂覆技术生长了ZnO薄膜.对薄膜的XRD分析表明ZnO薄膜为纤锌矿结构并沿c轴取向生长.透射光谱表明薄膜的禁带宽度为3.28eV,与ZnO体材料的禁带宽度3.30eV基本相同.用光致发光谱分析了经过500～700℃热处理获得的ZnO薄膜,结果表明ZnO薄膜在室温下有较强的紫外带边发射,但当热处理温度高于700℃时,可见光波段发射明显增加.     

溶胶-凝胶法制备Co掺杂ZnO纳米粉体光学性能

以六水硝酸锌、乙二醇甲醚、硝酸钴为原料,乙醇胺为稳定剂,利用溶胶-凝胶法成功地制备了掺杂Co离子的氧化锌(ZnO)纳米粉体,研究了过渡金属离子Co的掺杂浓度和热处理温度对ZnO的晶体结构、形貌、光致发光等性能的影响。结果表明,合成的粉体ZnO纤锌矿结构,粒径大小约(15~20)nm,且随热处理温度的增加衍射峰强度逐渐增加,粒度逐渐增大,并在(101)面择优生长。光致发光(PL)谱显示,在紫外-可见光区具有很强的发光峰,随热处理温度和掺杂浓度的不同而发生变化,Zn离子与掺杂的Co离子的摩尔比为100∶2,500℃热处理时发光峰强度最高。     

Cu掺杂ZnO薄膜的结构及发光特性

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了不同Cu掺杂量的ZnO薄膜。用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了Cu掺杂对ZnO薄膜形貌和微结构的影响。结果表明,制备得到的ZnO薄膜具有应变小和c轴择优取向。室温下测量了样品Zn1-xCuxO的光致发光(PL)谱,发现所有样品的PL谱中均观察到435nm左右的蓝光发光带,发光带强度与Cu的掺杂量有关;当x=0.06时,Zn1-xCuxO薄膜的PL谱中出现了较强的蓝光发射。分析了掺杂量对发光性能的影响,并对样品的发光机制进行了探讨,推断出蓝光峰来源于电子由导带底到锌空位(VZn)能级的跃迁及锌填隙(Zni)能级到价带顶的跃迁,它们可通过改变Cu的掺杂量予以控制。     

溶胶-凝胶旋涂法制备In掺杂ZnO薄膜结构和光学性能的研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)旋涂法在常规玻璃衬底 上生长了In掺杂浓度分别为1at%、2at%、3at%、4at%、5at%的ZnO薄膜。借助X射线衍射仪(X RD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外- 可见分光光度计(UV-Vis)对样品的晶粒生长、结构以及光学性能进行表征。结果如下:所 制 备的薄膜均沿(002)方向择优生长,且随着In³⁺掺杂浓度增加 ,衍射峰的峰型及半高宽均呈 先降低后升高的趋势;In³⁺掺入后,ZnO薄膜晶粒由原来的六边形状发展成类似蠕虫 状,同 时粒径变小且大小不一;与本征样品相比,掺杂后的ZnO光透过率提高了10%,且吸收边向短 波长方向偏移,同时随着In³⁺的掺入,薄膜的光学带隙值从3.49 eV增加到3.80 eV。当In³⁺掺 杂浓度为4at%时,薄膜(002)峰的峰形最为尖锐、峰值最大,晶粒较为均匀、 晶格间距更小,光透过率最高,光学带隙值相对较大为3.77 eV。     

(Li,Mg):ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及特性表征

利用溶胶-凝胶旋涂制膜方法制备了具有良好表面形貌及c轴择优取向性的(Li,Mg):ZnO薄膜.重点研究了该法制膜时不同膜厚(Li,Mg):ZnO薄膜的结构及光学性质.扫描电子显微镜(SEM)图像及X射线衍射(XRD)图谱分析结果表明随着膜厚的增加,薄膜晶粒尺寸逐渐增大,薄膜的晶化程度及c轴择优取向性增强.但薄膜厚度的增加是有一定范围的,当薄膜厚度过大时,薄膜均匀性、致密性及c轴择优取向性显著下降.样品的荧光光致发光(PL)谱表明,Mg的掺入使近紫外发光峰出现了蓝移,恰当膜厚的(Li,Mg):ZnO薄膜发光特性主要以深能级发射(DLE)为主,蓝绿发光峰强度很高.     

ZnO∶Al薄膜的制备及表征

利用溶胶-凝胶法在蓝宝石（0001）衬底上制备了多晶ZnO∶Al薄膜,薄膜表面具有特殊的交叉链状形貌。随着掺铝浓度的提高,链条有明显变细的趋势。X射线衍射证实,提高掺铝浓度有利于促进薄膜沿（002）方向的生长,并且光学带隙随着掺杂浓度的提高从3.21 eV增大到3.25 eV。光致发光光谱显示,薄膜在390 nm处出现较强的紫外峰,同时还出现了与Zn空位和Zn填隙缺陷能级有关的415 nm和440 nm两个比较弱的蓝峰。对实验结果以及产生的机理进行了分析和讨论。     

(Li,Mg)∶ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及特性表征

利用溶胶-凝胶旋涂制膜方法制备了具有良好表面形貌及c轴择优取向性的(Li,Mg)∶ZnO薄膜。重点研究了该法制膜时不同膜厚(Li,Mg)∶ZnO薄膜的结构及光学性质。扫描电子显微镜(SEM)图像及X射线衍射(XRD)图谱分析结果表明随着膜厚的增加,薄膜晶粒尺寸逐渐增大,薄膜的晶化程度及c轴择优取向性增强。但薄膜厚度的增加是有一定范围的,当薄膜厚度过大时,薄膜均匀性、致密性及c轴择优取向性显著下降。样品的荧光光致发光(PL)谱表明,Mg的掺入使近紫外发光峰出现了蓝移,恰当膜厚的(Li,Mg)∶ZnO薄膜发光特性主要以深能级发射(DLE)为主,蓝绿发光峰强度很高。     

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。     

Cu掺杂对sol-gel法制备的ZnO:Co薄膜发光特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Cu、Co共掺的Zn0.95-xCo0.05CuxO(x=0,0.01,0.03,0.05)薄膜,并用金相显微镜和X射线衍射(XRD)研究了样品薄膜的形貌和结构,结果发现掺杂量影响着衍射峰的强度和位置。测量了样品的室温光致发光谱(PL谱),所有样品均观察到紫外发光带和蓝光发光带,同时伴随有较弱的绿光发光带。微量Cu掺杂能够显著提高ZnO∶Co薄膜的发光强度,对样品的发光机制进行了讨论。     

热氧化法制备ZnO薄膜及其特性研究

用热氧化金属Zn膜的方法在Si(111)衬底上制备ZnO薄膜。X射线衍射结果表明,500℃氧化的样品的结晶性能最好。随氧化温度的升高,薄膜内的应力方向在450~500℃之间发生转变,从沿c轴的张应力变为压应力。500℃氧化的样品的室温光致发光(PL)谱中,紫外峰的半高宽为94.8meV,其强度与深能级发射强度之比高达162。氧化温度超过700℃后,样品的PL谱以深能级发射为主,对此现象产生的原因进行了讨论。     

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...     

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.     

掺Al对ZnO薄膜结构和光电性能的影响

采用溶胶-凝胶工艺在普通玻璃片上制备了ZnO∶Al薄膜。通过XRD、UV透射谱和电学测试等分析方法研究了掺Al对薄膜的组织结构和光电性能的影响。分析表明:所制备的薄膜具有c轴择优取向,随着掺Al浓度的增加,(002)峰向低角度移动,峰强逐渐减弱。薄膜电阻率随掺Al浓度变化,当掺Al浓度为1.5%(摩尔分数),薄膜电阻率降至6.2×10-4Ω·cm。掺Al量的增加同时使得薄膜的禁带宽度变大,光吸收边出现蓝移现象。     

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.     

ITO透明导电薄膜的制备及光电特性研究

以氯化铟和氯化锡为前驱物,采用溶胶 凝胶法在玻璃基片上制备了ITO薄膜。研究了掺锡浓度、热处理温度和热处理时间等工艺条件对ITO薄膜光电特性的影响。制备的ITO薄膜的方阻为300Ω/□,可见光平均透过率为80%,电阻率为4×10-3Ω·cm,其光电特性已达到了TN LCD透明电极的要求。