WZO薄膜生长及氧流量对其特性的影响

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO(ZnO:W,即WZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜并研究了氧气流量对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响。实验结果表明,WZO薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,且适当的氧气流量是制备优质WZO薄膜的关键因素。WZO薄膜表面形貌受薄膜结晶质量的影响。当氧气流量为2.08×10-7 m3/s时,WZO薄膜在400～1 500nm透过率达到84.5%,电阻率为4.61×10-3Ω.cm,迁移率为20.5cm2v-1s-1。XPS测试表明WZO薄膜中Zn和W均处于氧化态,其中W元素呈现W6+价态。     

脉冲激光沉积制备ZnO薄膜及其发光性质研究

采用脉冲激光沉积（PKD）技术,在Si（100）衬底上制备出高度C轴取向的ZnO薄膜。通过测量X射线衍射（XRD）谱、扫描电镜（SEM）和光致发光（PL）谱,研究了衬底温度改变对薄膜结构和PL的影响。实验结果表明,当衬底温度从400℃升到700℃时,薄膜的（002）衍射峰半高宽（FWHM）变窄,紫外（UV）发光强度在衬底温度为500℃达到最强。这可能是当衬底温度为500℃时,ZnO薄膜的化学配比较好,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变衬底温度对薄膜的表面形貌也有较大的影响。     

超声喷雾热解法制备ZnO：Eu薄膜

以醋酸锌（Zn（CH3COO）2）、氯化铕（EuCl3）水溶液为前驱体,采用超声喷雾热解（USP）方法在ITO导电玻璃衬底上沉积Eu掺杂ZnO（ZnO：Eu）薄膜。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和光致发光（PL）谱对ZnO：Eu薄膜的形貌、结构和光学性质进行了研究。SEM测试结果表明,超声喷雾热解法制备的...     

用脉冲激光沉积方法制备的ZnO薄膜的结构及光致发光特性

在从室温到800℃的温度范围内,用脉冲激光沉积方法在Al₂O₃（0001）衬底上制备了ZnO薄膜。采用X射线衍射仪、原子力显微镜以及荧光光谱仪分别研究了衬底温度对ZnO薄膜表面形貌、结晶质量和光致发光特性的影响。X射线衍射仪和原子力显微镜的结果表明,当衬底温度从室温升高到400℃时,ZnO薄膜的结构及结晶质量逐渐提高,而当衬底温度超过400℃时,其结构和结晶质量变差;在400℃下生长的ZnO薄膜具有最佳的表面形貌和结晶质量。室温光致发光的测量结果表明,400℃下生长的ZnO薄膜的紫外发光强度最强,且发光波长最短（386 nm）。     

氧压对ZnO薄膜电阻温度系数的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在不同氧气氛下,在Si(lll)衬底上生长了ZnO薄膜,使用X线衍射仪分析了ZnO薄膜的结晶质量.计算了不同氧气氛下生长的ZnO薄膜的电阻温度系数(TCR)值,发现随着氧分压降低,ZnO薄膜的TCR值增大;ZnO薄膜的TCR值最高可达-8%/K.这为研究ZnO薄膜的导电特性提供了新的途径,开辟了ZnO薄膜在室温非制冷红外微测辐射热计材料中的应用潜力.     

硅(001)衬底上生长的ZnO薄膜的AFM研究

对采用电子束反应蒸镀方法在低温下在硅（001）衬底上外延生长的ZnO薄膜的表面构像进行了原子力显微镜（AFM）观察，分析研究不同的衬底温度对薄膜表面形貌及结构特性的影响。在250℃衬底温度下获得的ZnO薄膜，膜表面平整，结构致密，表面平均不平整度小于3nm，说明在该衬底温度下获得的ZnO薄膜是高透明度、高质量、高度取向的单晶薄膜。     

LSAT(111)衬底上ZnO单晶薄膜的分子束外延生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术,在LSAT(111)衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜.研究了衬底表面预处理及生长温度对ZnO外延膜的生长过程、外延取向关系以及表面形貌的影响.发现在较低温度下生长ZnO时,薄膜中容易形成30°旋转畴,而在较高温度下,可完全消除薄膜中的旋转畴,得到具有单一畴的ZnO单晶薄膜,讨论了旋转畴的起源以及生长温度对于消除旋转畴的作用.锐利的3×3 RHEED图像验证了ZnO薄膜具有O极性.     

LSAT(111)衬底上ZnO单晶薄膜的分子束外延生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术,在LSAT(111)衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜.研究了衬底表面预处理及生长温度对ZnO外延膜的生长过程、外延取向关系以及表面形貌的影响.发现在较低温度下生长ZnO时,薄膜中容易形成30°旋转畴,而在较高温度下,可完全消除薄膜中的旋转畴,得到具有单一畴的ZnO单晶薄膜,讨论了旋转畴的起源以及生长温度对于消除旋转畴的作用.锐利的3×3 RHEED图像验证了ZnO薄膜具有O极性.     

LSAT(111)衬底上ZnO单晶薄膜的分子束外延生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术,在LSAT(111)衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜.研究了衬底表面预处理及生长温度对ZnO外延膜的生长过程、外延取向关系以及表面形貌的影响.发现在较低温度下生长ZnO时,薄膜中容易形成30. 旋转畴,而在较高温度下,可完全消除薄膜中的旋转畴,得到具有单一畴的ZnO单晶薄膜，讨论了旋转畴的起源以及生长温度对于消除旋转畴的作用.锐利的3×3 RHEED图像验证了ZnO薄膜具有O极性     

衬底温度对ZnO纳米结构的影响

利用超声喷雾热解(USP)技术,以普通玻璃为衬底,制备了不同衬底温度下的系列ZnO薄膜.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了衬底温度对ZnO结构的影响.结果表明,薄膜的微观结构随衬底温度变化显著.在410℃获得了ZnO纳米棒,纳米棒直径在50 nm左右,沿c轴择优生长,结晶质量较好.     

电子束沉积生长高迁移率IMO透明导电薄膜的研究

研究了利用电子束反应蒸发技术梯度速率生长高迁移率In2O3:Mo(IMO)薄膜的微观结构、光学和电学性能。高纯度In2O3:MoO3陶瓷靶和O2作为源材料。首先,利用低沉积速率(约0.01nm/s)生长一层厚度约为30nm的IMO薄膜,作为缓冲层,其次,提高生长速率至0.04nm/s,高速率生长IMO薄膜,薄膜厚度约50nm。典型薄膜电阻率ρ约为2.5×10-4Ωcm,方块电阻Rs约为22.5Ω,载流子浓度n～5.8×1020cm-3,电子迁移率μ约为47.1cm2V-1s-1,可见光和近红外区域平均透过率约为80%。获得的IMO薄膜光电性能和直接利用低速率生长的薄膜特性相当或更好,并且极大地降低了薄膜生长时间。     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。     

衬底温度和氮气分压对氮化锌薄膜的性能影响

采用射频磁控溅射法在不同衬底温度和不同氮气分压下在石英玻璃衬底上制备氮化锌薄膜. 利用XRD和喇曼散射仪分析了样品的晶体结构和组成. 结果表明当氮气分压为1/2时可以生成多晶单一相的氮化锌薄膜. 利用霍尔效应和光学透过谱测量了样品的电学和光学性质. 结果表明衬底温度对样品的电学和光学性质有很大的影响. 衬底温度从100℃上升到300℃时,样品的电阻率从0.49降低到0.023Ω·cm. 电子浓度从2.7×1016升高到8.2×1019cm-3. 在衬底温度为200℃,氮气分压为1/2时,样品的光学带隙为1.23eV.     

退火温度对SnF2掺杂SnO2薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃上沉积SnF2掺杂SnO2(FTO)薄膜.研究了不同退火温度对FTO薄膜结构和光电性能的影响.研究结果表明:升高退火温度可促进FTO薄膜中晶粒逐渐变大,结晶度变好,同时薄膜在可见光范围内的透射率随着退火温度升高逐渐增加,吸收边发生蓝移,禁带宽度显著变宽,这是由于载流子浓度增加导致的Moss-Burstein效应.升高温度时,薄膜电学性能随着退火温度升高有了很大改善,700℃退火处理后得到电阻率低至2.74×101 Ω·cm、载流子浓度为2.09×1020 cm-3、迁移率为9.93 cm2·V 1·s 1的FTO薄膜.     

衬底温度对磁控溅射法制备的ZnO:In薄膜光电性能的影响

以粉末靶为溅射源,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备掺铟氧化锌(ZnO:In)透明导电膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、霍尔测试仪,以及分光光度计等对不同衬底温度下生长的ZnO:In薄膜的结构、光电性能进行表征.结果表明,所有制备的ZnO:In薄膜均为六角纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)择优取向.ZnO:In薄膜的电阻率随着衬底温度的升高先减小后增大,当衬底温度为100℃时,薄膜的最低电阻率为3.18×10~(-3)Ω·cm.制备的薄膜可见光范围内透过率均在85%以上.

Abstract：

Indium doped zinc oxide (ZnO : In) films were deposited on glass substrates by RF magnetron sputtering method using a powder target.The influence of the substrate temperature on the structure,optical and electrical properties was investigated by X-ray diffraction (XRD),atom force microscope (AFM),Hall measurement and optical transmission spectroscopy.The results show all the obtained films are polycrystalline with a hexagonal wurtzite structure and grow preferentially in the (002) direction,and the grain size is about 22～29 nm.The conductivity of the ZnO : In films change with the substrate temperature,and the lowest electrical resistivity is about 3.18 × 10~3 Ω·cm for the samples deposited at substrate temperature 100 ℃.The transmittance of our films in the visible range is all higher than 85%.     

Effect of substrate temperature on the properties of deep ultraviolet transparent conductive ITO/Ga2O3 films

正ITO/Ga_2O_3 bi-layer films were deposited on quartz glass substrates by magnetron sputtering.The effect of substrate temperature on the structure,surface morphology,optical and electrical properties of ITO/Ga_2O_3 films was investigated by an X-ray diffractometer,a scanning electron microscope,a double beam spectrophotometer and the Hall system,respectively.The structural characteristics showed a dependence on substrate temperature. The resistivity of the films varied from 6.71×10~(-3) to 1.91×10~3Ω·cm as the substrate temperature increased from 100 to 350℃.ITO(22 nm)/Ga_2O_3(50 nm) films deposited at 300℃exhibited a low sheet resistance of 373.3Ω/□and high deep ultraviolet transmittance of 78.97%at the wavelength of 300 nm.     

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%。     

P-type ZnO thin films prepared by in situ oxidation of DC sputtered Zn3N2:Ga

The feasibility of a new fabrication route for N and Ga codoped p-type ZnO thin films on glass substrates, consisting of DC sputtering deposition of Zn3N2:Ga precursors followed by in situ oxidation in high purity oxygen, has been studied. The effects of oxidation temperature on the structural, optical and electrical properties of the samples were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), optical transmittance and Hall effect measurements. The results were compared to a control film without Ga. XRD analyses revealed that the Zn3N2 films entirely transformed into ZnO films after annealing Zn3N2 films in oxygen over 500 ℃ for 2 h. Hall effect measurements confirmed p-type conduction in N and Ga codoped ZnO films with a low resistivity of 19.8 Ω·cm, a high hole concentration of 4.6 × 1018 cm-3 and a Hall mobility of 0.7 cm2/(V·s). These results demonstrate a promising approach to fabricate low resistivity p-type ZnO with high hole concentration.     

Zn0.8Na0.1Co0.1O薄膜的制备及衬底温度对其影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术.在温度为400、500和600℃的SiO2衬底上成功制备出Zn0.8Nao.1Co0.1O薄膜.用x射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、荧光光谱仪、四探针电阻率测试台等对薄膜的结构、表面形貌和光电性质进行了表征,讨论了不同衬底温度对薄膜结构、光学和电学性质的影响.结果表明:掺杂没...