(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.     

Na/Mg共掺ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及特性研究北大核心CSCD

利用溶胶-凝胶旋转涂膜法在耐热玻璃衬底上制备了不同膜厚的Na/Mg共掺ZnO薄膜。重点研究了膜厚对Na/Mg共掺ZnO薄膜结构和光学特性的影响。扫描电子显微镜（SEM）图像和X射线衍射（XRD）图谱分析结果表明,膜厚为200~500 nm时,随着膜厚的增加,薄膜的结晶性、致密性及c轴择优取向生长特性都呈现出先增强后降低的趋势。透射光谱分析结果表明,薄膜在可见光范围内的平均透光率随着膜厚的增加而显著下降。实验条件下,膜厚约为300 nm的Na/Mg共掺ZnO薄膜具有优良的结构特性和透光特性。荧光光致发光（PL）谱表明该薄膜中缺陷很少,是优良的紫外发光材料。     

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。     

Effects of Thickness on Properties of ZnO Films Grown on Si by MOCVD

采用金属有机化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、原子力显微镜和室温光致发光谱研究了厚度对ZnO薄膜的结构、表面和光学性能的影响.X射线衍射图显示ZnO薄膜只有单一的(0002)峰,具有高度择优取向.AFM和PL测试表明,在取样薄膜厚度范围内,薄膜的表面质量和发光性能没有随着薄膜厚度的增加而提高.这是因为薄膜在厚度增加的生长过程中,生长模型变化且晶粒增大.     

厚度对Si衬底上生长的ZnO薄膜性能的影响

采用金属有机化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、原子力显微镜和室温光致发光谱研究了厚度对ZnO薄膜的结构、表面和光学性能的影响.X射线衍射图显示ZnO薄膜只有单一的(0002)峰,具有高度择优取向.AFM和PL测试表明,在取样薄膜厚度范围内,薄膜的表面质量和发光性能没有随着薄膜厚度的增加而提高.这是因为薄膜在厚度增加的生长过程中,生长模型变化且晶粒增大.     

Eu3+,Li+共掺杂ZnO薄膜结构与发光性质的研究

为了研究Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜结构与发光性质,采用脉冲激光沉积方法在P型单晶Si（111）衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,其中,Eu3+作为发光中心,而Li+作为低价电荷的补偿离子和发光敏化剂。分别对样品进行了X射线衍射谱测试和光致发光谱分析。得出的数据中X射线衍射谱显示,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,X射线衍射谱中除ZnO晶向以外没有出现其它结晶峰;Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜的光致发光谱与ZnO纯晶体薄膜的发射光谱基本相似,但是掺杂ZnO薄膜的紫外发光峰却出现红移现象,峰值位于382nm处,且发光峰也不尖锐。当以395nm的激发光照射样品时,在光致发光光谱中观察到了稀土Eu3+在594nm,613nm附近的特征发光峰。结果表明,掺杂元素Eu3+,Li+均已进入到ZnO晶格中,形成了以Eu3+为发光中心的ZnO纤锌矿结构。     

硅基ZnO光电导紫外传感器的制备与性能表征

通过控制氩氧气体体积流量比,在单晶硅片上通过磁控溅射的方法制得c轴择优取向的ZnO薄膜,其(002)衍射峰的半高宽仅为0.3°,ZnO薄膜的常温光致发光光谱仅有一个发光峰位于3.17 eV,是ZnO受主缺陷的三阶声子伴线发光峰(FXA-3LO),该峰的出现也说明了ZnO薄膜具有较高的纯度和晶体质量,ZnO薄膜电阻率为1...     

Li、Mg掺杂ZnO薄膜PL特性研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了Li、Mg掺杂的ZnO薄膜,研究了薄膜的光致发光(PL)性能。结果表明,由氧缺位引起的深能级发光峰(450~470 nm)的强度随Li和Mg掺杂量的增加而下降。Mg的添加会使薄膜的带边发射(NBE)增强,而Li的掺杂抑制了NBE峰,同时引发403 nm的Li杂质能级峰,该能级位于价带顶0.29 eV处。     

玻璃和聚酰亚胺衬底上磁控溅射沉积的ZnO:Al透明导电膜的结构、电学和光学性能(英文)

利用射频磁控溅射方法在玻璃和聚酰亚胺膜(PI)衬底上沉积了氧化铝质量分数为2%的掺铝氧化锌透明导电薄膜(ZnO∶Al)。系统地研究了不同衬底材料对薄膜的结构、电学以及光学性能的影响。分析表明,衬底材料对薄膜的结晶性和电学性能有较大的影响,对可见光透射率却影响不大。X射线衍射(XRD)分析得出所有的ZnO∶Al具有良好的c轴择优取向性,在可见光区(400～800nm)两种衬底上的薄膜都达到了85%的透射率。玻璃衬底上的薄膜呈现出更强的(002)衍射峰及相对更小的半峰全宽(FWHM),薄膜电阻率达到了2.352×10-4Ω.cm。电镜分析表明,相对于PI上的ZnO∶Al膜,玻璃上ZnO∶Al膜表面有更致密的微观结构及更大的晶粒尺寸。PI衬底上的ZnO∶Al膜也有相对较好的电、光学性能,其中电阻率达到了6.336×10-4Ω.cm,而且由于PI衬底柔性可弯曲,使得它适于在柔性太阳电池和柔性液晶显示中做窗口层材料及透明导电电极。玻璃上的ZnO∶Al膜则可应用在平板显示和太阳电池技术中。     

射频磁控溅射ZnO薄膜的微结构与光学特性

研究了膜厚对ZnO薄膜微结构和光学性能的影响。采用射频磁控溅射法在单晶硅(111)和玻璃基片上制备了不同厚度的ZnO薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜和紫外可见光谱对薄膜进行了表征。结果表明薄膜结晶性能良好,在(002)晶面具有明显的c轴取向。随着薄膜厚度的增加,透射率下降,吸收边红移,禁带宽度逐渐减小。     

In掺杂对ZnO薄膜结构及光学特性的影响

通过射频反应溅射法在硅衬底上制备了具有c轴择优取向和小晶格失配的In掺杂ZnO薄膜.在室温下测量样品的光致发光(PL)光谱,观察到波长位于415nm(3.02eV)和430nm(2.88eV)附近的蓝紫发光双峰.研究了不同In掺杂量对ZnO薄膜的结构和发光特性的影响.当In片面积为靶总面积的3%时,样品具有高度的c轴择优取向和较小的晶格失配(0.16%);同时在PL谱中观察到波长位于415nm(3.02eV)和433nm(2.86eV)处的强蓝紫光双峰.     

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...     

沉积时间对Sn-Mg共掺ZnO薄膜光电性能的影响

采用超声喷雾热解法在石英玻璃衬底上,在衬底 温度为440 ℃,喷嘴到衬底距离为4cm,掺杂原子(Zn∶Mg∶Sn)比例为97.6∶2∶0.4,载气流量为0.8 L/min的固定条件下,制备了不同薄膜沉积时间(5min、 7min、9min、11 min)的Sn-Mg共掺的ZnO薄膜。并用X射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、 光致发光谱(PL)、紫外可见分光光度计(UV-VIS)、薄膜测厚仪(SCG-10)和伏安特性曲线(I-V)对 薄膜的结构、表面形貌、发光性能、透过率、膜厚和电学性能进行了一系列表征。当沉积时 间为7min时, XRD表明,薄膜的(101)峰强度最大,择优取向明显。SEM图显示薄 膜表面致密光滑,颗粒均匀,尺寸 最大且形貌最佳。PL谱在372 nm处的发射峰强度最大,峰形最尖锐, 所有薄膜的透过率在可见光区域都 超过了80%,表现出了很好的光透过性能。从薄膜的I- V特性曲线可计算出此时的电阻最小,导电性能最佳。     

Al薄膜对(002)ZnO/Al/Si结构基片中ZnO薄膜特性影响的实验研究

采用射频磁控溅射法沉积制备了(002)ZnO/A l/Si复合结构。研究了Al薄膜对(002) ZnO/Al/Si复合结构的声表面波器件(SAWD)基片性能影响以及当ZnO 薄膜厚度一定时的Al膜最佳厚度。采用X射线衍射(XRD)对Al和ZnO薄膜进行了结构表征 ,采用 扫描电镜(SEM)对ZnO薄膜进行表面形貌表征,并从薄膜生长机理角度进行了分析。结果 表明,加Al薄膜有利于ZnO薄膜按(002)择优取向生长,并且ZnO 薄膜的结晶性能提高;与(002)ZnO/Si结构基片相比,当Al薄膜 厚为100nm时,(002)ZnO/Al/Si结构中ZnO薄 膜的机电耦合系数提高 了65%。     

用RF同轴磁控溅射技术制作C轴择优取向ZnO薄膜

ZnO薄膜是一种性能优良的多功能电子材料,用途十分广泛。本文介绍了我所研制的RF同轴磁控溅射装置及成膜技术。用此设备已制作出c轴择优取向的ZnO薄膜,并经各种检测证明膜质优良。用这种技术溅射制作的ZnO薄膜彩电中频滤波器性能良好,完全满足器件要求。本装置制作的薄膜膜厚均匀区宽、膜质好,不仅适用于ZnO薄膜的小批量生产,也可用于溅射沉积其它各种介质膜和金属膜。     

NZO透明导电薄膜的制备及其性能研究

室温下,采用直流磁控溅射法,在玻璃衬底上制备出Nb掺杂ZnO(NZO,ZnO:Nb)透明导电薄膜。研究了靶与衬底之间的距离对NZO薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。实验结果表明,不同靶基距下制备的NZO薄膜均为c轴择优取向生长,(002)衍射峰的强度随着靶基距的减小而增大。靶基距增大时,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密,薄膜的厚度逐渐减小。在靶基距为60mm时,制备的薄膜厚为355.4nm,电阻率具有最小值(6.04×10-4Ω.cm),在可见光区的平均透过率达到92.5%,其光学带隙为3.39eV。     

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。     

Sol-Gel法制备ZnO:Cd薄膜及结构特性研究

采用Sol-Gel法,结合旋转涂覆技术在Si(100)衬底上制备了ZnO∶Cd薄膜,并对其在600~800℃热处理。X-射线衍射仪(XRD)结果表明,ZnO∶Cd薄膜具有与ZnO同样的六角纤锌矿结构,且随着热处理温度的升高,(002)衍射峰的强度逐渐增强。峰半高宽(FWHM,ZnO(002))不断减小,并沿c轴择优取向生长;Cd掺杂后,未出现CdO或其他镉化物等杂质相,但在(002)峰-峰顶出现了分叉(多峰)现象。随着退火温度的升高,多峰消失,但这方面的报道甚少。扫描式电子显微镜(SEM)显示ZnO∶Cd晶粒粒径分布情况及表面形貌特征。以石英为基片的透射光谱实验计算表明,ZnO∶Cd薄膜的禁带宽度平均为3.10 eV;800℃,x(Cd)=8%样品的禁带宽度为2.80 eV,比纯ZnO晶体禁带宽度(3.30 eV)明显减小,这说明适度掺镉可降低薄膜的光学禁带宽度。     

镁掺杂对ZnO薄膜光诱导亲水性的影响

采用溶胶-凝胶法在Si(111)制备了一系列Mg掺杂的ZnO薄膜。用X射线衍射仪、原子力显微镜和接触角测试仪测量薄膜的微结构、表面形貌和表面接触角。结果表明：Mg掺杂ZnO薄膜仍为六角纤锌矿型结构,所有薄膜均具有较好的c轴择优取向。随着Mg掺杂含量的增加,薄膜的粗超度从2.14nm增大到9.56nm,薄膜表面接触角由89? 减小到 82?。通过对薄膜交替进行紫外光照和黑暗放置(或热处理),可以实现其表面疏水与超亲水性之间的可逆转化,光诱导可逆转化效率随Mg掺杂含量的增加而增大。     

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.