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...     

(Al,Zr)共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上氩气气氛中制备出(Al,Zr)共掺杂的ZnO透明导电薄膜,研究了不同Zr掺杂浓度和薄膜厚度ZnO薄膜的结构、电学和光学特性。结果表明,在最佳沉积条件下我们制备出了具有(002)单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,电阻率为2.2×10-2Ω.cm,且可见光段(320～800nm)平均透过率达到85%的ZnO透明导电薄膜。在150℃的条件下对(Al,Zr)共掺杂的ZnO薄膜进行1h的退火处理,薄膜电阻率降低至8.4×10-3Ω.cm。Zr杂质的掺入改善了薄膜的可见光透光性。     

磁控溅射制备ZnO薄膜及其掺杂的研究

利用磁控溅射制备了纯ZnO薄膜,并在NH3O-2A-r气氛中溅射Zn靶实现了ZnO薄膜的N掺杂;利用双靶共溅的方法分别制备了Al掺杂和N+Al掺杂样品。原子力显微镜(AFM)观察显示各ZnO薄膜样品具有较好的晶粒分布,退火处理能够显著提高薄膜的结构状态,N+Al共掺杂样品具有较好的表面平整度;在438cm-1附近观察到了喇曼谱特征峰;透射光谱揭示了激子的吸收特征和掺杂样品的吸收边向短波方向移动;发射光谱测试表明,掺杂样品比未掺杂样品有更强的紫外发射;同时分析了ZnO薄膜的掺杂机理。     

掺杂浓度对AZO薄膜结构和光电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺在普通玻璃基片上成功地制备出高c轴择优取向性、高可见光透过率和低电阻率的Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜,对这种薄膜进行了X-射线衍射和扫描电镜分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明,制备的薄膜为钎锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;其可见光透过率可达85%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率在1.5×10-2~8.2×10-2Ω.cm。     

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.     

掺杂浓度对AZO薄膜结构和性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在玻璃基片上制备出Al3+掺杂型的ZnO(AZO)透明导电薄膜,对薄膜进行了XRD和SEM分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明薄膜为纤锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;薄膜的可见光透过率可达80%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率为1.5×10–2~8.2×10–2?·cm。     

Al掺杂ZnO纳米棒的性能研究及其在太阳能电池中的应用

通过水热法制备了不同质量分数(0%,0.5%,1.0%和1.5%)的Al 3+掺杂ZnO纳米棒,扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-vis)吸收光谱等测试结果表明,通过这种方法得到了较为规整的ZnO纳米阵列,结晶良好、具有明显的c轴生长取向;掺杂浓度的增加对产物的形貌和晶体结构产生了明显的影响。通过瞬态光谱和面电阻测试发现,Al 3+掺杂提高了ZnO传导电子的能力。将Al 3+掺杂的ZnO纳米棒同时作为电极与电子传输层,应用于有机太阳能电池器件中,在低浓度(0.5at.%)掺杂时得到最佳的器件性能,相比于未掺杂的ZnO纳米棒,短路电流提高了30%,光电转化效率提高了50%。     

直流反应磁控溅射Al,N共掺方法生长p型ZnO薄膜及其特性

报道了利用直流反应磁控溅射以Al,N共掺杂技术生长p型ZnO薄膜 .ZnO薄膜在不同衬底温度下沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,N来自NH3 与O2 的生长气氛 ,Al来自ZnxAl1-x(x =0 9)靶材 .利用XRD ,AFM ,Hall,SIMS和透射光谱对其性能进行了研究 .结果表明 ,ZnO薄膜具有高度c轴择优取向 ,4 5 0℃、6 0 0℃分别实现了p型转变 ,电阻率为 1e2 ～ 1e3 Ω·cm ,载流子浓度为 1e15～ 1e16cm-3 ,迁移率为 0.5～ 1.32cm2 / (V·s) .薄膜中Al原子促进了N原子的掺入 .实验还表明 ,p ZnO薄膜在可见光区域具有很高的透射率 (约为 90 % ) ,室温下光学带宽为 3 2 8eV     

紫外光照下ZnO基薄膜的光电和气敏特性研究

用sol-gel法制备ZnO及掺杂Al3+的ZnO半导体薄膜,利用XRD和AFM对薄膜结构和形貌进行表征。测量了不同掺Al量的薄膜在紫外光照射下电阻的变化,发现随着掺Al量的增大,薄膜在紫外光(波长为365nm)照射后其电阻先减小后增大。在室温下,对薄膜在不同浓度的CO气体下的敏感特性进行了研究,随着气体浓度的增加,薄膜电阻值逐渐减小;随着掺Al量的增大,气敏灵敏性先逐渐增大后减小,发现当铝含量为r(Al:ZnO)=0.5%时,对CO气体的灵敏度最大,并对紫外光照射下气敏半导体薄膜的气敏机理进行了简单分析。     

磁控溅射中工艺参数对ZnO:Al薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射法采用氧化锌铝(98%ZnO+2%Al2O3)为靶材在普通载玻片上制备了ZAO(ZnO∶Al)薄膜,研究了溅射功率及溅射气压对薄膜晶体结构、电学和光学性能的影响。利用X射线衍射仪、场扫描电镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,利用分光光度计和电阻测试仪分别测试了薄膜的光电学性能。结果表明:溅射功率为120W、衬底温度为300℃、工作气压为0.5Pa时制得的薄膜具有良好的光电学性能(可见光平均透过率为88.21%、电阻率为8.28×10-4Ω.cm)。     

AZO透明导电薄膜的结构与光电性能

采用射频溅射工艺制备了Zn1-xAlxO透明导电薄膜。通过XRD、UV透射和电学性能测试等分析手段,研究了Al浓度对薄膜的组织结构和光电性能的影响规律。结果表明:薄膜具有c轴择优取向,随着Al浓度的增加,(002)衍射峰向高角度移动,峰强度逐渐减弱,x(Al)为15%掺杂极限浓度。x(Al)为2%时,薄膜电阻率是3.4×10–4Ω.cm。随着掺杂量x(Al)从0增加到20%,薄膜的禁带宽度从3.34 eV增加到4.0 eV。     

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。     

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。     

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO:B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。     

The effect of Mg and Al co-doping on the structural and photoelectric properties of ZnO thin film

Mg–Al co-doped ZnO thin films were prepared via radio-frequency reactive magnetron sputtering technique. X-ray diffraction investigation showed all the thin films with different Mg:Al ratio had hexagonal wurtzite structure. All the thin films showed (100) preferential orientation of ZnO. When Al concentration was kept constant but Mg concentration was increased, the grain size decreased at first and then increased. When Mg:Al ratio was 3:1, the grain size reached a maximum. Ultraviolet–visible spectra showed the thin films had a high average transmittance of 80% in the visible range. The optical band gaps of the thin films were obtained as follows: 3.31, 3.32, and 3.37 eV, corresponding to the Mg:Al ratio of 0:1, 1:1, and 3:1, respectively. Photoluminescence spectroscopy showed all the thin films had four main peaks located at 386, 410, 463, and 499 nm. The origin of blue peak is oxygen vacancy. When Mg concentration was kept constant but Al concentration was increased, I–V curve presented that for both of the heterojunctions the rectifying behavior was formed. The conductivity of Mg:Al=1:1 thin film is higher than that of Mg:Al=1:0 thin film. After illumination, light I–V curve deviated from rectifying character.     

Properties of nanostructured Al doped ZnO thin films grown by spray pyrolysis technique

Aluminium doped zinc oxide thin films were deposited on glass substrate by using spray pyrolysis technique. The X-ray diffraction study of the films revealed that the both the undoped and Al doped ZnO thin films exhibits hexagonal wurtzite structure. The preferred orientation is (002) for undoped and up to 3 at % Al doping, further increase in the doping concentration to 5 at % changes the preferred orientation to (101) direction. The surface morphology of the films studied by scanning electron microscope, reveal marked changes on doping. Optical study indicates that both undoped and Al doped films are transparent in the visible region. The band gap of the films increased from 3.24 to 3.36 eV with increasing Al dopant concentration from 0 to 5 at % respectively. The Al doped films showed an increase in the conductivity by three orders of magnitude with increase in doping concentration. The maximum value of conductivity 106.3 S/cm is achieved for 3 at % Al doped films.     

ZnO:Ag薄膜的制备及其光学性能研究

采用蒸镀与氧化二步法,以高纯混合金属Zn:Ag作蒸发源,在石英衬底上沉积Zn:Ag金属薄膜,经不同热氧化处理生长Ag掺杂ZnO薄膜。结果显示,以Ag含量为质量分数3%的蒸发源沉积的Zn:Ag薄膜经500℃氧化后,生成的ZnO:Ag薄膜在380 nm附近出现很强的近带边紫外发光峰,在438~470 nm附近出现较弱的深能级缺陷发光峰,该薄膜在360 nm有接近垂直的吸收边,其载流子浓度为1.810×1021cm–3,表现出p型导电特性和较好的光学质量。     

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。