ZnO缓冲层上低温生长Al掺杂的ZnO薄膜

采用射频磁控溅射法在ZnO缓冲层上制备了不同Al掺杂量的ZnO（AZO）薄膜。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性。结果表明,随着Al掺杂量的增加,ZnO薄膜的择优取向性发生了改变,且当Al的掺杂量为0.81%（原子分数）时,（002）衍射峰与其它衍射峰强度的比值达到最大,表明适合的Al掺杂使ZnO薄膜的择优取向性得到了改善。在可见光范围内薄膜的平均透过率超过70%。通过对样品光致发光（PL）谱的研究,发现所有样品出现了3个发光峰,分别对应于以444nm（2.80eV）、483nm（2.57eV）为中心的蓝光发光峰和以521nm（2.38eV）为中心较弱的绿光峰。并对样品的发光机理进行了详细的探讨。     

退火温度对sol-gel制备的ZnO薄膜的结构影响

采用sol-gel旋涂法在抛光硅〈111〉晶面生长了高度C轴取向的ZnO薄膜。DSC以及XRD测试结果显示此溶胶系统的最佳退火温度为450℃左右,更高的退火温度将对薄膜的择优取向产生不利的影响。SEM显示薄膜表面致密、均匀、光滑,组成薄膜的颗粒尺寸在50～100nm,并显示出良好的C轴择优取向。     

SiO2缓冲层对溶胶-凝胶法制备的SnO2∶Sb薄膜光电性能的影响

以SnCl2·2H2O和SbCl3为原料,利用溶胶-凝胶法制备了SnO2∶Sb薄膜。利用XRD观察了薄膜的结构特点,利用紫外可见分光光度计测量了薄膜的透过率,利用四探针测试系统表征了薄膜的电学性能。讨论了掺杂浓度以及SiO2缓冲层厚度对薄膜光电性能的影响。结果表明,随着掺杂浓度的增大,薄膜的电阻率先降低而后略有升高,当掺杂浓度为5%时,薄膜电阻率达到最小,为8.7×10-3Ω·cm;并深入研究了缓冲层对薄膜性能的改善作用:当掺杂浓度为5%时,随着缓冲层数的增加,薄膜方块电阻呈下降趋势,最小可达到95Ω/□,电阻率达到1.1×10-3Ω·cm。     

退火气氛对Al-F共掺杂ZnO透明导电薄膜性能的影响

通过溶胶．凝胶法，采用Al、F共掺杂的方法在4种不同的气氛下制备ZnO薄膜，研究了薄膜的晶体结构、表面形貌、电阻率和透光性随退火气氛的变化关系．制备的Al：F：ZnO薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜．4种退火气氛相比，在空气气氛下退火时，平均晶粒尺寸最大，为43．4nm，导电性能最好，电阻率可低达6．5×10^-2Ω·cm。4种退火气氛下，薄膜在可见光范围内的平均透过率均达到了75％以上，其中，空气气氛下退火时薄膜的透光性最好。     

热氧化ZnS∶Ga制备ZnO∶Ga薄膜及其光致发光性能

利用化学浴沉积法制备了不同Ga掺杂量的ZnS(ZnS∶Ga)薄膜,并采用热氧化法生长了Ga掺杂ZnO(ZnO∶Ga)薄膜,研究了ZnO∶Ga薄膜的表面形貌、成分及光致发光性能。结果表明:Ga的掺入改变了ZnO薄膜的微观结构、化学计量比、氧空位的相对含量,进而影响了薄膜的光致发光性能。随着Ga掺杂量增加,ZnO薄膜的致密度提高,颗粒尺寸减小;同时改善了ZnO的化学计量比,氧空位相对含量随之减少;ZnO薄膜的紫外光与可见光强度比增大。     

退火条件对Sn掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备Sn掺杂ZnO薄膜(SZO薄膜)。研究空气退火、低真空退火、高真空退火、氮气退火、三高退火、循环退火6种不同退火条件对SZO薄膜光电性能的影响。结果表明:6种不同的退火条件制备的SZO薄膜均为纤锌矿结构且具有c轴择优取向生长的特性。高真空退火下,SZO薄膜的结晶状况和电学性质最优,最低电阻率可达到5.4×10~(-2)Ω·cm。薄膜的可见光区平均透过率均大于85%。薄膜在390nm和440nm附近(325nm光激发下)都出现光致发光峰,在空气、氮气、低真空中退火后薄膜440nm处发光强度最为显著。     

退火温度和ZnO缓冲层对氨化Ga2O3/ZnO薄膜合成GaN纳米结构的影响

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO缓冲层,再溅射Ga2O3薄膜,然后在开管炉中不同温度下通氨气进行氨化反应生长GaN薄膜.分析结果表明,利用该方法制备的GaN薄膜是六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN薄膜向棒状和线状形态转变.同时分析了ZnO缓冲层对形成GaN纳米结构的影响.     

Ti缓冲层对ZnO薄膜吸收特性和荧光光谱的影响

采用射频磁控溅射法在Si衬底和玻璃衬底上制备了ZnO/Ti薄膜,利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计等技术表征了ZnO/Ti薄膜的光学特性,研究了Ti缓冲层的厚度对ZnO薄膜的影响。透射吸收光谱显示所有ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率超过80%,当引入缓冲层后,薄膜的紫外吸收边先向长波方向移动,且随着缓冲层厚度的增加紫外吸收边向短波方向移动。薄膜的荧光光谱显示,所有样品出现了位于390nm的紫外发光峰,435和487nm的蓝光双峰以及525nm的绿光峰,并对各发光峰的来源进行了探讨。     

磁控溅射制备ZnO:Eu薄膜发光性能研究

采用射频磁控溅射法在蓝宝石基片上制备ZnO:Eu薄膜,通过X射线衍射仪和荧光分光光度计等测试其晶体结构和发光特性,分析退火对薄膜晶体结构和发光特性的影响.结果表明,ZnO:Eu薄膜为C轴择优生长的多晶薄膜,实现ZnO基质中掺杂Eu3+;退火样品结晶质量较好,有助于ZnO:Eu薄膜中Eu3+的5D0-7F2的能级跃迁发光;高于ZnO带隙的高能激发(间接激发)和Eu3+的7F0-5L6和7F3-5D2能级间的低能共振激发(直接激发)都能观察到Eu3+的5D0-7F2能级跃迁的特征发光(618nm);间接激发时存在ZnO基质与Eu3之间发生能量传递.     

退火温度对ZnO:Al透明导电薄膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在普通载玻片上制备了ZnO∶Al薄膜,在200～600℃下退火.利用XRD、紫外-可见光-近红外分光光度计和电阻测试仪等分析方法研究了不同退火温度对薄膜结构和光电性能的影响.结果表明,退火温度在300℃以上,薄膜开始结晶,400℃以上,薄膜出现明显结晶,且沿(002)方向择优取向,随着退火温度升高,(002)峰的强度逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增加;薄膜在可见光范围内的透过率均＞85%以上,退火温度高的薄膜在可见光范围内的透过率明显提高,光学带隙在3.32～3.54eV,且随着温度的升高而降低;薄膜的电阻率随退火温度的增高而有所降低,但是仍较高,在103俜cm量级.     

TiO_2过渡层对Si基ZnO薄膜光致发光特性的影响

采用直流反应溅射法在Si(100)衬底上制备了有TiO2过渡层的ZnO薄膜,并与直接在Si上生长的样品进行比较。通过X射线衍射技术和光致发光谱等分别对ZnO薄膜的结构和光学性质进行测量和分析。测量结果表明,引入过渡层后ZnO薄膜的平均晶粒尺寸变大,晶粒间界变少,结晶质量提高,薄膜内的应力得到一定程度的释放。此外,室温光致发光谱表明过渡层使ZnO薄膜的紫外发射明显增强,并研究和分析了其微观机理。     

热处理时间对溶胶-凝胶法制备ITO薄膜结构、形貌和性质的影响

以InCl3*4H2O、SnCl4*5H2O、乙酰丙酮为原料,采用溶胶-凝胶旋涂工艺在普通玻璃基底上制备了ITO薄膜,每次旋涂之后,将样品放在260℃的烘箱中干燥15min,然后进行第二次旋涂,最后在300℃对样品进行热处理.随着退火时间的延长,XRD衍射结果表明,薄膜的结构由退火前的InOCl的简单斜方结构转变为ITO的立方铁锰矿结构.当热处理时间为22h时,薄膜的方块电阻达到最小值1500Ω/□,电阻率为6×10-2Ω·cm,而可见光范围透过率达到最大值83%.     

退火温度对Sol-gel法制备的BiFeO3薄膜结构及电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在ITO/glass衬底上制备了BiFeO3薄膜,退火温度分别为500℃和550℃.实验结果表明,550℃退火的薄膜晶粒较大且不均匀,并有杂相产生,薄膜的漏电流较大,没有得到饱和的电滞回线;而在500℃退火的薄膜晶粒较小且均匀,没有杂相产生,相对于550℃退火的薄膜,其漏电流密度降低了约2个数量级,铁电性得到明显增强,剩余极化强度约为40μC/cm2,矫顽场约为75kV/cm,最大的测试电场为130kV/cm.     

YZO薄膜的Sol-gel制备及其性能

采用Sol-gel法在普通载玻片上制备YZO薄膜.研究了陈化时间和Y掺杂量对薄膜晶体结构、表面形貌和光学性能的影响,并分析和探讨了工艺参数与结构和性能之间的关系.实验结果表明,YZO薄膜为纤锌矿结构,呈c轴择优取向生长,平均透光率(380～760nm)超过85%.实验还发现,陈化时间存在最优值,YZO薄膜随着Y掺杂量的增加晶体结晶质量下降.     

热处理温度对溶胶-凝胶法制备的氧化镍薄膜的影响

以醋酸镍为原料 ,用溶胶 -凝胶法在石英衬底上制备了氧化镍薄膜 ,并利用X射线衍射、紫外 -可见吸收谱对样品进行了表征。结果表明 ,当热处理温度低于 80 0℃时 ,随着温度升高 ,石英衬底上生长的氧化镍薄膜的晶粒逐渐长大 ,其 (2 0 0 )面对应的衍射峰的强度增加 ,取向度提高。当热处理温度超过 80 0℃后 ,晶粒尺寸不但不再增加 ,反而略有下降 ,同时 ,取向度也略有下降。因此就晶粒大小及取向度而言 ,最佳热处理温度为 80 0℃ ,此时薄膜的晶粒尺寸最大 ,(2 0 0 )取向度最高。紫外 -可见吸收谱分析表明 ,氧化镍薄膜的禁带宽度也随着处理温度的变化而变化 ,其变化趋势与晶粒尺寸的变化正好相反 ,即禁带宽度在热处理温度为 80 0℃时有极小值。纳米尺寸粒子中存在的量子约束效应可以说明这一变化趋势。     

退火温度对纳米TiO2薄膜结构和亲水性的影响

采用射频磁控溅射方法制备出纳米二氧化钛(TiO2)薄膜,研究了不同退火温度对薄膜微观结构和超亲水性的影响.结果表明:退火温度升高,晶粒长大,孔隙率减小;常温制备300 ℃以下退火的TiO2薄膜为无定形结构,亲水性差;400 ℃～650 ℃退火的薄膜为锐钛矿结构,表现出超亲水性;800 ℃退火薄膜为金红石结构,亲水性有所下降.     

退火温度对纳米TiO2薄膜的乙醇气敏特性的影响

采用直流磁控反应溅射法分别在Al2O3陶瓷管和Si(111)基片上制备纳米TiO2薄膜.首先将样品置于马孚炉中,分别在500℃、700℃和1100℃下进行3小时退火处理,然后利用XRD测定各退火条件下TiO2薄膜的晶粒尺寸和晶型,并对样品的气体敏感特性进行测试.实验结果表明:薄膜的结构、晶粒尺寸、晶相和气敏特性随着退火温度的不同而变化,经过500℃×3小时退火后的TiO2薄膜(锐钛矿相)对乙醇蒸汽的灵敏度最高,响应(恢复)时间为2-3s,并具有很好的选择性,其最佳工作温度为280℃左右.最后讨论了薄膜的乙醇气敏机理.     

锌膜退火氧化制备ZnO薄膜的单一紫光发射性能

通过锌膜在金属锌熔点以上的温度退火氧化的方法制备ZnO薄膜,研究了氧气压力对ZnO薄膜发光性能的影响.ZnO薄膜的室温光致发光谱是由发光中心在413nm～424nm处的单一紫光组成.随着氧气压力的增加,紫光的强度增加并且发光中心由424nm偏移到413nm.在低氧气压力下(50 Pa～500Pa),紫光的发射归因于电子从价带到锌间隙原子(Zni)之间的跃迁.在高氧气压力下(5000Pa～23000Pa),锌间隙原子(Zni)和锌空位(VZn)缺陷都和紫光发射有关.