超声辅助SILAR法生长纳米晶ZnO多孔薄膜及其光学性能研究

将超声辐照技术引入连续离子层吸附与反应(SILAR)法,提出超声辅助连续离子层吸附与反应(UA-SILAR)液相成膜技术.以锌氨络离子([Zn(NH₃)₄]²⁺)溶液为前驱体,在90℃下沉积得到ZnO薄膜,对其晶体结构,微观形貌、透过光谱和光致发光性能进行表征, 并考察了超声辐照和沉积循环次数对薄膜形貌、结构和光学特性的影响.结果表明,所得薄膜由彼此交联、尺寸均匀的ZnO晶粒组成,呈现典型的多孔特征,同时具有高结晶性和强c轴取向性.由于多孔结构对入射光的散射作用,薄膜在可见光区具有低透射率(约20%);在紫外光激发下,薄膜具有较强的近带边发射和很弱的蓝带发射,体现出薄膜较高的光学质量;薄膜生长过程中超声辐照的引入可对薄膜的结晶性能和微观结构产生显著的影响.     

SILAR法制备无机化合物薄膜

介绍了一种新的液相法薄膜制备工艺－SILAR法（连续离子层吸附反应法），该方法设备简单，成本低廉，成膜质量好。解释了它的非均相薄膜生长机理，对它的工艺参数影响以及研究应用情况进行了综合评述。指出了研究发展前景。     

连续式离子层吸附与反应法沉积CuSCN薄膜及其微观结构、光学特性研究

采用乙二醇作溶剂,以连续式离子层吸附与反应法(SILAR)实现硫氰酸亚铜(CuSCN)薄膜在ITO、TiO2薄膜以及玻璃衬底上的沉积.通过X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光透过谱等手段表征薄膜结晶性、表面和断面微观形貌以及光学特性.结果表明,衬底以及溶剂性质均对SILAR法薄膜沉积过程存在重要影响.ITO衬底上获得的CuSCN薄膜更为致密,呈结晶态,而TiO2薄膜衬底上的CuSCN薄膜主要由颗粒组成,为非晶态.随沉积次数增加,薄膜表面粗糙度增大,光学透过率逐渐下降.在优化条件下(ITO衬底,20次沉积循环),所得CuSCN薄膜表面致密均匀,可见光透过率约60%.     

CuSCN薄膜的室温液相沉积及其光学性能

采用连续离子层吸附与反应(SILAR)方法, 在室温液相条件下(20～25℃)制备了沉积于玻璃衬底上的CuSCN半导体薄膜, 以X射线衍射、扫描电镜、光学透过谱考察了所得薄膜的晶体结构、微观表面断面形貌和光学性能, 探讨了影响CuSCN薄膜沉积的关键因素. 结果表明, 所得薄膜具有明显结晶性及沿c轴择优生长趋势, 表面致密、均匀, 分别由50～100nm的较大颗粒和20～30nm的小颗粒紧密堆聚而成; 薄膜在400～800nm波段的透过率为50%～70%, 光学禁带宽度为3.94eV. CuSCN薄膜的沉积过程受铜前驱液中S2O32-与Cu2+的摩尔比、衬底漂洗方式和生长温度等因素影响显著, 高络离子浓度、多次沉积反应后再进行衬底漂洗、以及室温生长条件有利于得到高质量的CuSCN薄膜.     

CdS薄膜的SILAR法制备与表征

采用液相薄膜制备工艺-SILAR(连续离子层吸附反应)法,在室温下于玻璃衬底上制备了CdS薄膜.对薄膜的表面形貌,薄膜的生长速率以及热处理与薄膜的成相及其电阻率的关系进行了观察和分析.实验结果表明:薄膜表面较致密,生长速率为2nm/cycle,随循环次数的增加,沉积粒子的尺寸趋于增大.室温下沉积的CdS薄膜为非晶态,经热处理后薄膜的结晶度提高,电阻率显著下降.此外,文章结合实验对薄膜的生长机理进行了初步的讨论.     

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。     

ZnO薄膜的择优取向生长

ZnO薄膜是一种具有广泛用途的材料,近来成为了研究的热点.高度c轴择优取向是优质ZnO薄膜的重要特点.在已开发的众多生长技术中,磁控溅射、金属有机物气相沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、电子束反应蒸镀法是生长出高度c轴择优取向优质薄膜的主要方法.介绍了这些方法及其研究进展,同时介绍了目前ZnO薄膜主要研究方面.     

直流反应磁控溅射生长p型ZnO薄膜及其特性的研究

本文报道了利用直流反应磁控技术生长p型ZnO薄膜。ZnO薄膜在不同的衬底温度沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,生长气氛为NH3 O2 中。利用X射线衍射、Hall试验和透射光谱对其性能进行研究 ,结果表明 ,ZnO薄膜为高度c轴取向 ,在 5 0 0℃的衬底温度下具有很好的结晶性能 ,而且 ,该温度下ZnO还实现了p型转变 ,电阻率为 10 3 Ω·cm ,载流子浓度 10 15cm-3 ,Hall迁移率 3 4cm2 / (V·s)。这是利用溅射技术首次制备出p ZnO薄膜。实验还表明p ZnO薄膜在可见光区域具有 90 %的高透射率 ,室温下光学带宽约为 3 2 1eV。     

Si基ZnO缓冲层溅射Ga2O3氨化反应生长GaN薄膜

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,然后在开管炉中分别以850℃,900℃,950℃和1 000℃等温度及常压下通氨气进行氨化,反应生长GaN薄膜.利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN向棒状和线状形态生长.     

脉冲激光沉积ZnO及其掺杂薄膜的研究

本文用脉冲激光沉积（PLD）法在SiO2基片上制备了ZnO薄膜和Zn1-xMnxO薄膜。X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计对ZnO薄膜的测试结果表明：薄膜具有（103）面的择优取向，表面比较平坦；SiO2基片上制备的薄膜在387nm附近存在明显的吸收边，且薄膜的吸收对基片温度变化不明显。通过对Zn1-xMnxO薄膜的吸收光谱分析得出：Mn离子的掺杂改变了ZnO薄膜的禁带宽度，随Mn离子的掺杂量的增加，薄膜禁带宽度增加；薄膜的光吸收也从直接跃迁过渡为间接跃迁过程。     

Growth of Cu thin films by the successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method

Copper thin films were grown on reduced indium tin oxide, molybdenum and polymer substrates using successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method. Copper films were grown sequentially in a controlled way using simple copper salt and basic solution of formaldehyde as precursors. The copper films were polycrystalline with no preferred orientation as characterised by X-ray diffraction. On all substrates, the growth was clearly island growth in the beginning but after the whole surface was covered, the growth was more homogeneous.     

Deposition of metal chalcogenide thin films by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method

During last three decades, successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method, has emerged as one of the solution methods to deposit a variety of compound materials in thin film form. The SILAR method is inexpensive, simple and convenient for large area deposition. A variety of substrates such as insulators, semiconductors, metals and temperature sensitive substrates (like polyester) can be used since the deposition is carried out at or near to room temperature. As a low temperature process, it also avoids oxidation and corrosion of the substrate. The prime requisite for obtaining good quality thin film is the optimization of preparative provisos viz. concentration of the precursors, nature of complexing agent, pH of the precursor solutions and adsorption, reaction and rinsing time durations etc. In the present review article, we have described in detail, successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method of metal chalcogenide thin films. An extensive survey of thin film materials prepared during past years is made to demonstrate the versatility of SILAR method. Their preparative parameters and structural, optical, electrical properties etc are described. Theoretical background necessary for the SILAR method is also discussed.     

ZnO薄膜气相法制备

ZnO薄膜具有压电、光电、压敏、气敏、发光等多种特性,应用十分广泛。介绍了ZnO薄膜气相法制备原理中的各类主要方法,包括脉冲激光沉积、磁控溅射、分子束外延、金属有机化合物化学气相沉积、单源化学气相沉积和等离子体增强化学气相沉积等技术;分析了这些方法的优缺点;展望了ZnO薄膜今后的研究方向。     

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.     

气溶胶辅助化学气相沉积制备Al掺杂ZnO透明导电薄膜

采用气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)法在玻璃衬底上制备了Al掺杂ZnO(AZO)薄膜. 研究了Al掺杂(2at%~8at%)对ZnO薄膜结构及光电性能的影响. 利用XRD、SEM、EDAX、紫外可见分光光度计等手段对样品进行测试. 结果表明, 制备的所有AZO薄膜均具有纤锌矿结构, 不具有沿c轴方向的择优取向, XRD图谱中未观察出Al的相关分相. 在可见光范围内, AZO薄膜的平均透过率大于72%, 光学禁带宽度随Al掺杂量的增加而变窄. 同时根据四探针技术所得的数据得知: Al的掺杂导致薄膜方块电阻的变化, 随着Al掺杂量的增加, 方块电阻有明显变小的现象, 掺杂6at%Al的AZO薄膜具有最低方块电阻(18Ω/□).