退火条件对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了退火温度对ZnO结构和光学性能的影响。实验发现,退火可以明显地改善ZnO薄膜的结构和光学性能。随着退火温度的升高,ZnO薄膜的晶粒增大,同时在室温下观察到明显的紫外发光现象,其紫外PL谱峰值变强,并有红移现象。     

退火条件对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了退火温度对ZnO结构和光学性能的影响.实验发现,退火可以明显地改善ZnO薄膜的结构和光学性能.随着退火温度的升高,ZnO薄膜的晶粒增大,同时在室温下观察到明显的紫外发光现象,其紫外PL谱峰值变强,并有红移现象.     

等离子束辅助沉积制备ZnO薄膜的特性研究

采用等离子束辅助沉积的方法在n-Si(001)衬底上制备出ZnO薄膜。X射线衍射谱显示，所制备的ZnO薄膜有较强的(002)晶面衍射峰，表明ZnO薄膜为c轴择优取向生长的，并且随着退火温度升高，晶粒逐渐增大，衍射峰逐渐增强。光致发光谱测量发现，样品分别在3．28eV和2．48eV存在紫外发射和深能级发射两个较强的发射峰，并且随着退火温度升高，深能级发射逐渐减弱，紫外发射峰得到进一步改善。四探针测试电阻率结果表明，随着退火温度的升高，ZnO薄膜的电阻率呈线性增加。     

基于AlGaN/GaN HEMT结构的ZnO纳米线感光栅极光电探测器

在传统的采用ZnO薄膜的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor, HEMT)光电探测器件中, 存在光吸收、光电转换效率低, 光电流小等诸多局限. 为改善上述问题, 基于AlGaN/GaN HEMT结构, 提出并成功制备了一种ZnO纳米线感光栅极光电探测器. 实验中首先通过水热法将ZnO纳米线成功制备到Si衬底材料及AlGaN/GaN HEMT衬底材料上, 并利用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、光致发光(photo luminescence, PL)光谱仪等仪器进行了一系列测试. 结果表明, 生长在AlGaN/GaN HEMT衬底材料上的ZnO纳米线具有更低的缺陷密度、更好的结晶度和更优异的光电特性. 然后, 将ZnO纳米线成功集成到AlGaN/GaN HEMT器件的栅极上, 制备出具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT紫外光电探测器. 将实验中制备出的具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT器件与常规的AlGaN/GaN HEMT器件进行对比, 发现具有ZnO纳米线的器件在紫外波段能达到1.15×10⁴ A/W的峰值响应度, 相比常规结构的AlGaN/GaN HEMT, 峰值响应度提升约2.85倍, 并且制备的ZnO纳米线器件的响应时间和恢复时间缩短为τ_r=10 ms和τ_f=250 ms, 提高了探测器的性能.

     

Au/n-ZnO肖特基势垒特性的退火行为研究

报道了Au/n-ZnO形成的肖特基势垒经不同温度退火后其特性的变化.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和扩展电阻测试对ZnO外延片的晶体质量和电学性能进行测试.采用集成电路标准工艺在ZnO外延层上制备了Si3N4隔离层及Au电极,并对该结构进行不同温度下的退火实验,分别测量其I-V特性.结果表明ZnO外延层具有高度C轴取向,表面光洁,平整,外延层与衬底之间有明显的过渡区.退火前后的样品在室温下的I-V测试结果表明,Au/n-ZnO具有明显的整流特性,其中673 K,1 min退火所得的反向漏电流仅为-0.017μA(-5V).     

ZnO纳米线阵列的可控生长及机理分析

为了研究一维氧化锌(ZnO)纳米线阵列的可控生长及生长机理,以二水合醋酸锌和六次甲基四胺为原料、生长氧化锌籽晶层的导电玻璃(ITO)为衬底,采用低温水热法实现大面积ZnO纳米线阵列的取向生长。通过扫面电镜(SEM)对获得的ZnO籽晶层和纳米线阵列进行表征,测试结果表明籽晶层的热处理温度、生长液的浓度对纳米线阵列的尺度分布有着明显的影响,但后处理温度对ZnO纳米线阵列的尺度分布几乎没有影响。     

ZnO／PVP纳米复合膜的制备及其光学性质

采用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上利用旋转涂胶法制备了ZnO／PVP纳米复合薄膜。紫外可见透射光谱（UV-Vis）和光致发光光谱（PL）表明PVP实现了对ZnO纳米晶的有效包覆。从而有效阻止了ZnO纳米晶的团聚,强化了ZnO纳米粒子的量子限域效应,导致ZnO／PVP复合薄膜吸收边明显蓝移。PVP的包覆同时减少了界面缺陷,提高了复合薄膜的紫外发光效率,降低了可见区的发光强度。退火温度、薄膜层数及Zn^2＋和PVP物质的量比对复合薄膜的UV-Vis谱的吸收边和PL谱的发光峰位及强度都产生了影响。     

ZnO／PVP纳米复合膜的制备及其光学性质

采用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上利用旋转涂胶法制备了ZnO/PVP纳米复合薄膜.紫外可见透射光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)表明PVP实现了对ZnO纳米晶的有效包覆,从而有效阻止了ZnO纳米晶的团聚,强化了ZnO纳米粒子的量子限域效应,导致ZnO/PVP复合薄膜吸收边明显蓝移.PVP的包覆同时减少了界面缺陷,提高了复合薄膜的紫外发光效率,降低了可见区的发光强度.退火温度、薄膜层数及zn2+和PVP物质的量比对复合薄膜的UV-Vis谱的吸收边和PL谱的发光峰位及强度都产生了影响.     

磁控溅射法生长ZnO薄膜的结构和表面形貌特性

采用射频磁控溅射方法,在Si（111）和玻璃基片上制备ZnO薄膜。研究衬底温度和基片类型对薄膜结构、表面形貌的影响。结果显示,所有ZnO薄膜沿c轴择优生长,同种基片类型上生长的薄膜,随着衬底温度升高,（002）衍射峰强度和表面粗糙度增高;相同衬底温度下生长的ZnO薄膜,Si基片上制备的薄膜（002）衍射峰强度和表面粗糙度小于玻璃片上的。基片类型影响薄膜应力状态,玻璃片上制备的ZnO薄膜处于张应变状态,Si基片上的薄膜处于压应变状态;对于同种基片类型上生长的ZnO薄膜,衬底温度升高,应力减小。Si衬底上、300℃下沉积的薄膜颗粒尺寸分布呈正态。     

注射超声喷雾热分解方法制备ZnO薄膜研究

以乙酸锌为原料加水合成ZnO前驱液,利用注射超声喷雾热分解方法在玻璃衬底上成功制备ZnO薄膜。通过正交选择液体注射速度、注射量、衬底温度、退火温度为实验要素,通过XRD、SEM、可见光透过率分析优化的制备条件为:液体注射速度为0.2 mL/min,注射量为3 mL,衬底温度为450℃,退火温度为500℃。制备的ZnO薄膜透光率达到85%。新的制备薄膜装置采用注射超声雾化手段,克服其雾化不均问题。     

Seed Free Growth of Aligned ZnO Nanowire Arrays on AZO Substrate

In the absence of commonly used seed layer, we can still successfully synthesized aligned ZnO nanowire arrays by the hydrothermal method. By using aluminum-doped zinc oxide (AZO) glass as a substrate, high-density and vertically aligned ZnO nanowires were synthesized directly on the substrate in the absence of the ZnO seed layer. The current-voltage curve indicated that the sample grown on AZO glass substrate in the absence of seed layer possesses better conductivity than that synthesized on FTO glass substrate with ZnO seed layer. Thus, a simplified, seed-free and low-cost experimental protocol was reported here for large-scale production of high quality ZnO nanowire arrays with promoted conductivity.     

不同衬底温度对ZnO薄膜结构和光学性质的影响

利用磁控溅射在玻璃基片上制备了不同衬底温度下的ZnO薄膜.借助X射线衍射仪(XRD)、吸收光谱、光致发光谱(PL)等手段研究了衬底温度对ZnO薄膜的微结构、光致发光性能的影响.结果表明:所有样品均呈现ZnO六角纤锌矿结构且具有高度c轴择优取向;ZnO薄膜在可见区的吸收系数很小,在紫外区有很高的吸收系数;室温下的荧光光谱显示薄膜具有较强的紫光发射.     

生长温度和源氛浓度对ZnO晶体生长影响的机理分析

利用原子层沉积（ALD）方法在Si（100）片上沉积200nm的ZnO薄层作为籽晶层,通过化学气相沉积（CVD）法常压下在籽晶层上生长ZnO晶体结构。通过X射线衍射（XRD）、场发射电子扫描显微镜（FESEM）和光致发光光谱（PL）手段对其结构形貌及光学性质进行表征,结合晶体生长机理讨论和分析影响ZnO微纳结构生长的因素。结果表明,反应源气氛浓度是影响ZnO形貌的重要因素。     

(110)和(002)择优取向ZnO薄膜的制备及光学性能研究

运用射频溅射法在Si和LaNiO3/Si衬底上分别制备了高度(002)和(110)取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征,发现ZnO/LaNiO3/Si薄膜的(110)取向度高达96%,ZnO/Si薄膜为(002)择优取向,两种薄膜表面均致密平整,晶粒尺寸小于80nm.光致发光结果表明,ZnO/LaNiO3/Si薄膜的光致发光峰主要为带边发射的紫外光,而ZnO/Si薄膜的光致发光峰主要为过量氧导致的缺陷引起的缺陷发光峰.因此,采用LaNiO3薄膜作为ZnO在Si衬底上生长的过渡层,能够有效抑制缺陷发光,改善ZnO薄膜的发光性能.     

基片表面朝向对ZnO纳米线生长机理的影响

采用热蒸发ZnO粉末法,以金膜为催化剂,在两片表面分别朝上和朝下的Si(100)基片上生长ZnO纳米线(样品分别标为1#和2#)。X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰,说明ZnO纳米线沿(001)择优取向。通过扫描电子显微镜(SEM)表征发现,ZnO纳米线整齐排列在Si基片上,直径在100nm左右,平均长度为4mm。通过分析得出,两种基片上生长的ZnO纳米线的生长机理是不相同的:1#样品,在基片表面上先生长ZnO薄膜,再在薄膜上生长ZnO纳米线;2#样品,ZnO纳米线直接外延生长在基片表面。结果显示基片表面的朝向影响ZnO纳米线的生长机理。     

Fabrication and green emission of ZnO nanowire arrays

Well-aligned single-crystalline wurzite zinc oxide (ZnO) nanowire arrays were successfully fabricated on a Si substrate by a simple physical vapor-deposition (PVD) method at a relatively low temperature of about 500℃. The as-fabricated nanowires were preferentially arranged along the [001] direction of ZnO. The photoluminescence spectrum of ZnO nanowire arrays showed two emission bands: a strong green emission at around 500 nm and a weak ultraviolet emission at 380 nm. The strong green light emission was re...     

纳米氧化锌的制备与光学性能表征

用水热法以十二烷基磺酸钠(SDS)为添加剂制备了氧化锌纳米晶,并通过X 射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、红外光谱(IR)、紫外 可见吸收光谱(UV)以及光致发光光谱(PL)等测试手段对所得产物形貌和光学性能进行了研究.TEM结果表明,所得产物为六角纤锌矿型氧化锌,直径约4 0～6 0nm ,分散性良好.PL光谱表明所制备的氧化锌样品在4 0 5nm处有一紫光发射峰,在约6 0 4nm处有一红光发射峰.我们认为4 0 5nm紫光发射是由锌空位引起的,红光的发射则是由氧填隙引起的     

同质缓冲层温度对ZnO薄膜质量的影响

ZnO是一种宽禁带半导体,由于其优良的物理和化学性能得到越来越多的青睐,并成为了光电器件的首选材料。本文采用射频磁控溅射技术在石英衬底上溅射ZnO同质缓冲层,之后再生长ZnO薄膜。缓冲层温度分别为373、473、573和673 K,生长温度为773 K。X射线衍射结果表明ZnO薄膜为六方结构,并且是（002）择优取向。综合吸收光谱和和光致发光谱,缓冲层温度为673 K时制备的薄膜的结晶质量最好。     

Hydrothermal synthesis and photoluminescence behavior of CeO2 nanowires with the aid of surfactant PVP

Well-crystalline CeO_2 nanowires were prepared via a surfactant-assisted hydrothermal process.Reaction temperature and reaction time were changed for the determination of optimal synthesis parameters.The as-obtained products were characterized by X-ray diffraction (XRD),high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM),and field emission scanning electron microscopy(FESEM).The results show that single crystal CeO_2 nanowires with high yield and good uniformity can be obtained hydrothermally at 180℃...