温度对飞秒激光沉积ZnO/Si薄膜的结构和性能的影响

通过飞秒脉冲激光(50 fs,800 nm,1 kHz,2 mJ)沉积技术在n型Si(100)单晶基片上制备了ZnO薄膜.详细研究了基片温度变化以及退火处理对ZnO薄膜的结构、表面形貌及光学性质的影响.X射线衍射(XRD)结果表明,不同温度下(20~350℃)生长的ZnO薄膜具有纤锌矿结构,并且呈c轴择优取向;当基片温度为80℃时,薄膜沿(002)晶面高度择优生长;当基片温度为500℃时薄膜沿(103)晶面择优生长,场发射扫描电子显微镜(FEEM)结果表明薄膜呈纳米晶结构,并观察到了ZnO的六方结构.进一步通过透射光谱的测量讨论了基片温度及退火处理对ZnO薄膜光学透射率的影响,结果表明退火后薄膜的透射率增大.     

溶胶-凝胶方法制备AZO薄膜及其光电性能研究

采用溶胶-凝胶方法制备了AZO半导体透明导电薄膜,并研究了退火温度对其结构和性能的影响.结果表明:AZO薄膜的晶粒成等轴状,薄膜的电阻率在(2～8)×10-3 Ω·cm之间,平均透射率在80%以上.     

退火温度对p型CuCrO_2薄膜结构与光学性能的影响

采用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备CuCrO2薄膜,研究退火温度对CuCrO2薄膜结构和光学性能的影响。结果表明:未经退火处理的CuCrO2薄膜为非晶态,颗粒较小,可见光透射率仅为56%。退火处理能够改善CuCrO2薄膜的结构和透光性能。随着退火温度的升高,薄膜结晶化程度逐渐增强,孔洞缺陷逐渐减少,薄膜逐渐变得平整致密,薄膜的透光性能得到改善,薄膜的吸收边向短波方向移动。当退火温度为800℃时,薄膜的性能最优,可见光透射率达到70%。光学带隙宽度为3.06eV。     

无机络合溶胶-凝胶法制备多孔ZnO薄膜

利用无机络合溶胶-凝胶法制备多孔ZnO薄膜,同时利用多种测试手段对薄膜的晶体结构、表面形貌、多孔和光学性能进行了研究.XRD和SEM的测试结果表明,ZnO薄膜的晶体结构为六方纤锌矿,薄膜表面呈多孔状.由孔径分布曲线得出薄膜的孔主要集中在介孔2.02nm和4.97nm;500℃煅烧得到的ZnO薄膜的比表面积是27.57m2/g;在不同温度下煅烧的薄膜在可见光区域透射率均高于85%,光学带宽为3.25eV.     

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...     

退火过程对c轴择优取向的ZnO薄膜的光学性质的影响

利用溶胶凝胶法在石英衬底上采用旋涂法制备出ZnO薄膜,通过X射线衍射仪发现不同的退火温度对ZnO薄膜的择优取向有很大影响;通过紫外可见分光光度计和室温发光谱可以看出,制备的薄膜有很好的光学透过性和很强的紫外发光特性,而不同的退火温度对其光学性质有很大的影响。实验发现采用此种方法在650℃左右退火是一个合适的退火温度,结构特性和光学性质都相对较好;采用热分析方法可知ZnO将在375℃左右从非晶转向结晶状态,因而在常规ZnO薄膜制备方法中增加一步500oC的热处理将有助于提高ZnO薄膜的结晶质量。     

退火对溅射ZnO薄膜光吸收性能的影响

利用射频磁控溅射制备了高c轴取向的ZnO薄膜,采用X-射线衍射仪、扫描电镜和紫外-可见光分光光度计研究了退火对ZnO薄膜的结构和光吸收性能的影响。结果表明,退火可以改善ZnO薄膜的质量和光吸收性能。退火后薄膜的结构、形貌和光吸收性能得到改善,薄膜中缺陷减少,晶粒长大致密化,尺寸较均匀;紫外吸收峰变窄,强度增加,吸收边变得陡峭并向长波方向移动,光学带隙降低。450℃退火的ZnO薄膜具有最佳的结晶质量和紫外吸收性能。     

退火温度对纳米ZnO薄膜结构与发光特性的影响

利用溶胶鄄凝胶法在硅衬底上制备了纳米ZnO薄膜。研究了热处理对ZnO薄膜的质量与发光性能的影响。结果表明,纳米ZnO薄膜具有六方纤锌矿结构,并且,随着退火温度的升高,ZnO的晶粒变大,c轴取向性变好,紫外发光强度增强。     

利用椭偏仪研究氢气退火处理对ZnO-Ga薄膜光学性能的影响

通过溶胶凝胶技术制备了不同Ga掺杂含量的ZnO透明导电薄膜,研究了Ga掺杂对GZO薄膜结构、电学及光学性能的影响.从X射线衍射光谱分析,所有薄膜均表现为六方纤锌矿结构,经过氢气退火处理之后,薄膜的电学性能均得到提高,当Ga掺杂含量为5 at%时,得到薄膜的电阻率为3.410×10-3 Ω·cm.利用可变入射角椭圆偏振光谱仪(VASE)在270~1 600 nm波长范围内研究了GZO薄膜折射率和消光系数的变化,采用双振子模型对实验数据进行拟合.     

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.     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。     

ZnO纳米棒/薄膜结构的电沉积制备及性能

以阳离子表面活性剂——十六烷三甲基氯化铵(CTAC)作为添加剂,采用电沉积法在氧化铟锡玻璃基板上制备了ZnO薄膜。并研究了CTAC含量对阴极电流密度、结构、表面形貌、化学态和光学性能的影响。实验发现阴极电流密度和(002)择优取向随CTAC含量的增加而增加。电沉积氧化锌薄膜的表面形貌随CTAC含量的增加由小晶粒变为纳米棒,这表明CTAC在控制表面形貌方面有很重要的作用。X-射线光电子能谱表明Zn2p3/2,Zn2p1/2,O1s的峰位分别为1020.78eV、1046.88eV和530.8eV。CTAC对电沉积的影响可能是由于CTAC的吸附作用改变了不同晶面的表面能和生长动力学。此外,研究了ZnO薄膜的光学性能,结果表明当CTAC含量为3.0mmol/L时,薄膜具有较好的透光性和紫外发射性能。添加不同含量CTAC的ZnO薄膜禁带宽度介于3.27～3.52eV。     

梯度掺杂生长绒面结构ZnO:B-TCO薄膜及其特性研究

采用新的金属有机化学气相淀积(MOCVD)-ZnO镀膜工艺技术-梯度掺杂技术生长绒面结构。研究ZnO:B-TCO薄膜。结果表明,梯度掺杂技术可有效增加薄膜晶粒尺寸和提高光散射作用。并且,梯度掺杂技术有效地提高了薄膜在近红外区域的光学透过率,有利于应用于宽谱域薄膜太阳电池。生长获得的MOCVD-ZnO薄膜,其薄膜电子迁移率为24 cm2/V,电阻率为2.17×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.20×1020cm-3,且在小于1 000 nm波长范围内的平均透过率大于85%。     

Effect of Fe-doping on the structural and optical properties of ZnO thin films prepared by spray pyrolysis

Fe-doped ZnO thin films have been prepared by spray pyrolysis on glass substrates and the influence of Fe-doping concentration on the structural and optical properties of the films has been studied.The X-ray diffraction (XRD) analysis shows that Fe doping has a significant effect on crystalline quality,grain size and strain in the thin films.The best crystalline structure is obtained for 3 at%Fe doping as observed from scanning electron microscopy (SEM) and XRD.However,lower or higher Fe-doping degrades the crystalline quality in turn.Moreover,UV spectroscopy demonstrates the influence of Fe-incorporation on visible range transmittance of ZnO where the best transmittance is obtained for 3 at%doping.The results have been illustrated simultaneously focusing previous results obtained from literature.     

PLD法生长Al2O3基ZnO薄膜的特性

在不同衬底温度下,用脉冲激光沉积法(PLD),在Al2O3(0001)平面上生长了ZnO薄膜。研究了衬底温度对其结晶质量、电学性质以及发光性质的影响。结果显示:XRD在2θ为34°处出现了唯一的ZnO(0002)衍射峰;ZnO薄膜的电阻率随衬底温度的升高而增大;在衬底温度为500℃时,出现了位于410nm附近的特殊的光致发光(PL)峰。     

Fabrication of Ag nanoparticle/ZnO thin films using dual-plasma-enhanced metal-organic chemical vapor deposition (DPEMOCVD) system incorporated with photoreduction method and its application

We report a novel method to grow silver nanoparticle/zinc oxide (Ag NP/ZnO) thin films using a dual-plasma-enhanced metal-organic chemical vapor deposition (DPEMOCVD) system incorporated with a photoreduction method. The crystalline quality, optical properties, and electrical characteristics of Ag NP/ZnO thin films depend on the AgNO₃ concentration or Ag content and annealing temperature. Optimal Ag NP/ZnO thin films have been grown with a AgNO₃ concentration of 0.12 M or 2.54 at%- Ag content and 500 °C- rapid thermal annealing (RTA); these films show orientation peaks of hexagonal-wurtzite-structured ZnO (002) and face-center-cubic-crystalline Ag (111), respectively. The transmittance and resistivity for optimal Ag NP/ZnO thin films are 85% and 6.9×10⁻⁴ Ω cm. Some Ag NP/ZnO transparent conducting oxide (TCO) films were applied to InGaN/GaN LEDs as transparent conductive layers. The InGaN/GaN LEDs with optimal Ag NP/ZnO TCO films showed electric and optical performance levels similar to those of devices fabricated with indium tin oxide.     

ZnO过渡层对BiFeO_3薄膜铁电性能的影响

采用溶胶–凝胶法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上采用逐层退火工艺制备了BFO(BiFeO3)、ZnO/BFO和ZAO(掺铝氧化锌)/BFO薄膜,研究了ZnO、ZAO过渡层对BFO薄膜晶相以及铁电、漏电和介电性能的影响。结果表明:与BFO薄膜相比,ZnO/BFO薄膜的表面更加致密、平整,结晶性更好,双剩余极化强度(2Pr)有非常大的提高,漏电和介电性能也均有改善。ZAO/BFO薄膜的铁电性能比ZnO/BFO薄膜的铁电性能差,这与ZAO的导电性强于ZnO有关。     

退火温度对ZnO掺杂ITO薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀方法,在K8玻璃衬底上沉积ZnO掺杂ITO(ZnO-ITO)与ITO薄膜。研究不同退火温度对ZnO-ITO薄膜的微观结构的影响;对比分析了在不同退火温度条件下,ZnO-ITO和无掺杂ITO薄膜的光电性能。结果发现,ZnO-ITO薄膜具有较大的晶粒尺寸,随着退火温度的上升,晶体结构得到改善,表面粗糙度减小,薄膜的光电性能显著提高。ZnO-ITO薄膜经过500℃退火后得到最佳的综合性能,其表面均方根粗糙度(RMS)为32.52nm,电阻率为1.43×10-4Ω.cm;对442nm波长的光,透射率可达98.37%;与ITO薄膜相比,ZnO-ITO薄膜具有显著的抗PEDOT:PSS溶液腐蚀的能力。     

ZnO薄膜紫外光敏特性及晶界势垒的研究

以二水合醋酸锌为原料,采用sol-gel法在石英衬底上制备了ZnO薄膜。用AFM观察表面形貌,通过测量真空条件下不同温度热处理后薄膜的I-V特性,拟合计算晶界势垒高度。研究了热处理温度对ZnO薄膜性能的影响。结果表明:经650℃热处理制备的ZnO薄膜样品具有较佳性能,结构均匀致密,粒径分布为20～32nm。在10V偏压和1.24×10–3W/cm2光强下,紫外光灵敏度为43.95;无光照条件下晶界势垒高度为0.079eV。紫外光照使晶界势垒高度下降为0.011eV,薄膜的紫外光灵敏度与势垒高度的相对变化密切相关。     

反应磁控溅射直接生长绒面结构ZnO:Al-TCO薄膜及其特性研究

利用反应磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长获得了"弹坑状"绒面结构的ZnO:Al-TCO薄膜。通过梯度O2生长(GOG,gradual oxygen growth)方法改善ZnO薄膜的透过率和绒度特性,并且具有较好的电学性能。通过优化实验,GOG方法生长ZnO:Al薄膜(薄膜结构:11.0sccm/10R+9.5sccm/15R)的"弹坑状"特征尺寸为300～500nm,可见光范围透过率达到90%,方块电阻约为4.0Ω/□,电子迁移率为17.4cm2/V-1.s-1。大面积镀制的ZnO:Al具有良好的绒面结构和电学均匀性,可应用于光伏(PV)产业化推广应用。