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。     

Ag掺杂浓度对ZnO纳米花荧光增强的影响

采用水浴与光照相结合的方法制备了Ag/ZnO纳米复 合结构,研究了不同Ag掺杂浓度对 ZnO发光强度的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光 (PL)光谱对Ag/ZnO纳米复合物的结构、形貌和光学性能进行了研究。SEM表明,由水浴法制 得的ZnO纳米花结构长约1.0μm,直径为200nm左右。XRD结果显示,Ag掺杂后Ag/ZnO 纳米复合结构衍射峰的强度都增强,当掺杂浓度为0.153wt%时,在38.28°出现了Ag₂O的衍射峰。PL表明,Ag浓度极大影响了ZnO紫外发光强度。当Ag的掺杂 浓度为0.051wt% 时,Ag/ZnO纳米复合结构具有最强的紫外发射强度,同未掺杂的ZnO相比,紫外发光强度提 高了11倍。研究结果表明,利用Ag纳米颗粒的局域表面等离子共振(LSPR)特性增强了ZnO纳 米结构的荧光强度,从而提高了荧光检测的灵敏度。     

退火对Al掺杂ZnO薄膜材料结构性能和表面形貌的影响研究

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)和原子力显微镜(AFM)研究了退火温度和退火时间对ZnO:Al薄膜结构和形貌的影响.结果显示,ZnO:Al薄膜为六角纤锌矿晶体结构,具有很高的沿C轴的(002)择优取向,随退火温度的升高或退火时间的适当延长,衍射峰的半高宽减小、强度增强,晶粒尺寸增大.结果表明,通过适当控制退火温度和退火时间可以得到高质量的ZnO:Al薄膜.     

ZnO:Ag薄膜的生长及电学性质研究

p-型ZnO材料因在紫外光电器件方面的潜在应用价值而受到人们的广泛关注.采用反应电子束蒸发法在白宝石上生长了ZnO:Ag薄膜,生长温度范围从150～250℃.研究表明:在该温度范围生长的ZnO:Ag薄膜具有n-型导电特征,但通过退火可以实现p-型导电.当退火温度为300℃时,ZnO:Ag薄膜的空穴浓度为2.8×1016cm-3,电阻率为1.0 kΩ·cm,空穴的迁移率为0.22 cm2/V·s.当在350℃下进一步退火,薄膜仍为p-型导电,但空穴浓度减小为2.1×1015cm-3,电阻率增大到5.0 kΩ·cm.通过对ZnO:Ag薄膜的X射线衍射谱分析发现,ZnO:Ag电学性质的变化与薄膜中Ag+替代Zn2+的浓度有关.     

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。     

退火时间对ZnO:Al薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上制备了Al/Zn原子比为0.1%的ZnO:Al薄膜,在500℃的氩气中进行了1~5h不同时间退火处理,利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)、透射光谱和四探针法研究了退火时间对薄膜性能的影响.结果显示,退火1h时,样品出现了c轴择优取向,深能级发射(DLE)提高,可见光区光学透过率约为80%,电阻率仅为4×10-2Ω·cm.更长时间退火后,随着退火时间增加,薄膜结晶质量逐渐变差,电阻率逐渐增大.     

Cu掺杂对ZnO量子点光致发光的影响

通过溶液法合成了Cu掺杂ZnO量子点。X射线衍射(XRD)和高分辨电子透射电镜(HRTEM)图像显示Cu掺杂ZnO量子点具有六角纤锌矿结构,晶粒大小为4～5nm。Cu掺杂抑制了ZnO量子点颗粒长大。室温光致发光(PL)谱观察到紫外带边和可见区两个发射峰。随着Cu掺杂浓度的增大,紫外荧光峰位发生缓慢红移,由366nm移到370nm;可见区发射峰位发生蓝移,由525nm移到495nm;同时,两个发射峰强度降低。光谱结果表明:Cu的掺入,一方面抑制表面与O空位有关的缺陷,在495nm出现了与Cu1+有关的发射峰;另一方面,Cu离子掺入ZnO量子点引入一些非辐射中心,降低了自由激子发射。     

退火温度对ZnO纳米线阵列形貌、结构和光学特性的影响

为获得高质量的良好取向和低成本的ZnO纳米 线阵列,利用化学浴沉积法,在石英玻 璃基底上制备ZnO纳米线阵列,在Ar气气氛中对ZnO纳米线阵列分别进行400和800℃的退火 1h处理,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度 计和荧光光谱仪 分别研究了它们的形貌、晶相结构和光学特性。结果显示,退火处理后,ZnO纳米线平均直 径有所增加, ℃退火后,相邻ZnO纳米线产生粘结。随着退火温度增加,Z nO纳米线阵列的结晶质量逐渐提高,退 火至600℃时,其结晶质量最佳;在可见光区的光学透过率和光学带 宽随退火温度增加而下降。未退 火和退火400℃的ZnO纳米线阵列,仅在390n m波长处附近出现一个很弱的近带边发射峰, 当退火温度在600℃以上时,近带边发射峰迅速增强,并出现一个较 弱绿色发光带。     

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。     

退火对ZnO薄膜结构及缺陷的影响

采用射频反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了高度c轴择优取向的ZnO薄膜,采用X线衍射(XRD)、X线光电子能谱(XPS)分析方法研究了退火对ZnO薄膜结构及缺陷的影响.结果表明,随着退火温度的上升,薄膜的择优取向及取向一致性更好,晶化程度增高,晶粒尺寸变大.退火使更多的Zn间隙原子回到晶格位置,并弥补薄膜中氧的...     

退火温度对AZO薄膜场发射性能的影响

以纯度为99.95%、Al₂O₃为2wt.%的 ZnO-Al₂O₃金属氧化物为溅射靶材,采用射频(RF)磁控溅射的方法,在玻璃衬 底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究其场发射特性和导电性能,并分析了不同的退火温度 对AZO薄膜的形貌、导 电及场发射性能的影响。采用原子力显微镜(AFM)及X射线衍射(XRD)对AZO薄膜表面 形貌与结晶特性 进行测试的结果表明,随着退火温度的升高,AZO薄膜的表面粗糙度随之增大,AZO薄膜的结 晶度变好;场发射 性能研究的结果表明,AZO薄膜的开启电场随着退火温度增加呈先减小后增大的趋势,当 退火温度为300℃时, AZO薄膜样品粗糙度最大,场发射性能最好,开启场强为2.8V/μm, 发光均匀性较好,亮度达到650cd/m²,导电 性能最好,电阻率为5.42×10－4 Ω·cm。     

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...     

ZnO缓冲层和退火处理对MgO薄膜结构的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si衬底上引入ZnO缓冲层制备了沿(200)晶面择优取向生长的MgO薄膜,然后分别采用快速退火和常规退火两种不同的方式对MgO薄膜进行晶化处理。利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)研究了ZnO缓冲层以及两种不同的退火方式对MgO薄膜的结构和形貌的影响。结果表明:具有合适厚度的ZnO缓冲层可以显著地提高MgO薄膜的结晶质量。另外,与快速退火相比,常规退火处理后得到的MgO晶粒均匀圆润,有着较大的(200)衍射峰强度以及较小的表面粗糙度。     

退火气氛对稀土Eu3+掺杂ZnO薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备稀土Eu3+掺杂ZnO薄膜材料,分别在纯氧和真空气氛中进行退火处理。XRD图谱中仅观察到尖锐的ZnO(002)衍射峰,表明ZnO:Eu3+,Li+薄膜具有良好的c轴取向。薄膜的结构参数显示：在纯氧气氛中退火的样品具有较大的晶粒尺寸且应力较小,表明在纯氧中退火的样品具有较好的结晶质量。通过光致发光谱发现,在纯氧中退火的样品的IUV/IDL比值较大,说明在纯氧中退火的样品缺陷去除更充分,结晶质量更好。当用395nm光激发样品时,仅发现Eu3+位于595nm附近的5D0→7F1磁偶极跃迁峰。并没有发现Eu3+在613 nm附近的特征波长发射,表明掺杂的Eu3+占据了ZnO基质反演对称中心格位。     

生长ZnO薄膜的氧分压对ZnO/PS体系光学性能的影响

采用电化学阳极氧化法,在p型（100）晶向的单晶Si片上制备多孔Si（PS）样品;以PS为衬底,采用射频反应磁控溅射技术在不同O2分压下沉积ZnO薄膜。X射线衍射（XRD）结果显示,所有ZnO/PS复合体系在衍射角为34.24°附近均出现较强的衍射峰,对应于ZnO的（002）晶面,说明样品具有良好的c轴择优取向;但由于...     

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。     

Effect of annealing on the morphology and optoelectrical characteristics of ZnO thin films grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy

The dependence of characteristics of plasma-assisted molecular beam epitaxy-grown ZnO thin films on different postgrowth annealing conditions was investigated. It was found that, under oxygen atmosphere, annealing temperature can profoundly affect the morphological, electrical, and optical properties of ZnO thin films. In particular, the surface morphology changed from a relatively smooth surface before annealing to various island morphologies after annealing above 800°C for samples grown directly on sapphire without a buffer layer. It is speculated that intrinsic stress due to lattice mismatch drives the island formation and the high temperature provides the energy needed for this surface rearrangement. Single-field Hall-effect measurement showed that the carrier concentration improved by an order of magnitude and the mobility increased from about 30 cm²/Vs to ∼70 cm²/Vs by annealing at 750°C. Variable-field Hall effect shows that a model with two carriers, one a degenerate low-mobility electron and the other a higher mobility non-degenerate electron, is needed to explain the transport properties of the thin film. Analysis indicates that annealing at 750°C decreased the carrier concentration and increased the mobility for the high-mobility carrier. Annealing also led to a significant improvement in photoluminescence, with temperatures of ∼750–850°C yielding the best results.     

退火处理对纳米ZnO膜结构及气敏特性的影响

用X射线衍射和透射电镜表征了直接沉淀法制得的纳米ZnO粉体的晶型、晶格常数、粒径及形貌等。研究了退火对纳米ZnO粉体制成的膜气敏性质和微结构的影响。结果表明低温退火可以改善ZnO膜的微结构和气敏效应的稳定性。