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。     

直流磁控溅射法制备ZnO∶Zr透明导电薄膜及性能研究

利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnO∶Zr(ZZO)透明导电薄膜。研究了厚度对薄膜结构及光电性能的影响。研究结果表明,厚度对薄膜的结构和电学性能有很大的影响。制备的ZZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,具有c轴择优取向。在厚度为593nm时,薄膜的电阻率具有最小值1.9×10-3Ω·cm。所制备薄膜样品的可见光平均透过率都超过93%。     

氮化ZnO/Ga2O3薄膜合成GaN纳米管

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO中间层,接着溅射Ga2O3 薄膜,然后ZnO/Ga2O3薄膜在管式炉中常压下通氨气进行氮化,高温下ZnO层在氨气的气氛中挥发,而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米管.X射线衍射(XRD)测量结果表明利用该方法制备的GaN具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用傅里叶红外光谱(FTIR)研究了所制备样品的光学性质.利用透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)观测了样品的形貌和晶格结构.     

氧分压对直流磁控溅射制备 ZnO:Ga透明导电薄膜特性的影响

通过直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了掺镓ZnO（ZnO：Ga）透明导电薄膜，研究了氧分压对ZnO：Ga透明导电薄膜结构和电光学性能的影响．X射线衍射结果表明所制备的薄膜具有c轴择优取向的六角多晶结构．ZnO：Ga透明导电薄膜的晶粒尺寸强烈依赖于氧分压的大小，随着氧分压的增大薄膜的晶粒尺寸先增大后减小，在氧分压为0．30Pa时沉积的ZnO：Ga薄膜半高宽最小，晶粒尺寸最大．薄膜的电阻率随着氧分压的增大先减小后增大，沉积薄膜的最低电阻率可达3．50×10^-4Ω·cm．此外，所有ZnO：Ga薄膜在可见光范围内的平均透射率均超过90％．     

工艺参数对离子束溅射ZnO∶Al薄膜结构与性能的影响

以ZnO(掺杂2%Al2O3)陶瓷靶作为靶材,采用离子束溅射技术在BK7玻璃基底上制备AZO透明导电薄膜。研究不同工艺参数对ZnO∶Al(AZO)薄膜结构与光电性能的影响。结果表明,不同等离子体能量下制备的AZO薄膜均出现ZnO(002)特征衍射峰,具有纤锌矿结构且c轴择优取向;AZO薄膜的结晶质量和性能对基底温度有较强的依赖性,只有在适当的基底温度下,可改善结晶程度且利于颗粒的生长,呈现较低的电阻率;不同厚度的AZO薄膜均出现较强的ZnO(002)特征衍射峰且随着厚度的增加,ZnO(110)峰强度不断加强,相应晶粒尺寸变大,但缺陷也随之增多;同时得出利用离子束溅射方法制备AZO薄膜的最佳工艺为:等离子体能量为1.3 keV、基底温度200℃和沉积厚度为420 nm,该参数下制备的薄膜结晶程度较高、生长的颗粒较大,相应薄膜的电阻率较低且薄膜透射率在可见光区均达到80%以上。     

纳米ZnO薄膜制备及液态源掺杂

用真空蒸发法在玻璃和单晶硅片 (10 0 )上制备Zn薄膜 ,然后对Zn薄膜进行氧化、热处理获得纳米ZnO薄膜。对在硅片上制备的Zn薄膜一次性进行高温掺杂、氧化获得纳米ZnO∶P和ZnO∶B薄膜。研究不同氧化、掺杂温度和时间对薄膜结构、电学性能的影响。结果表明 :氧化温度和时间对ZnO薄膜结构影响较大 ,液态源掺P可明显改善纳米ZnO薄膜的导电性能、结构特性和化学组分     

室温下射频磁控溅射制备ZnO∶Al透明导电薄膜及其性能研究

采用射频磁控溅射技术,在室温下,以ZnO∶Al203(2％Al2O3(质量比))为靶材,在石英玻璃基底上,采用不同工艺条件制备了ZnO∶Al(AzO)薄膜.使用扫描电子显微镜观察了薄膜的表面形貌,X射线衍射分析了薄膜的结构,四探针测量仪得到薄膜的表面电阻,轮廓仪测量了薄膜厚度,并计算了电阻率,最后采用分光光度计测量了薄膜的透过率;研究了溅射功率、溅射气压与薄膜厚度对薄膜电阻率及透过率的影响.结果表明:所制备的AZO薄膜具有(002)择优取向,并且发现薄膜厚度对薄膜的光电性能有明显影响,溅射气压和溅射功率对薄膜电学性能有较大影响,但是对薄膜透过率影响不大.当功率为1kW、溅射气压0.052 Pa、AZO薄膜厚度为250nm时,其电阻率为8.38×10-4Ω·cm,波长在550 nm处透过率为89％,接近基底的本底透过率92％.当薄膜厚度为1125 nm时薄膜的电阻率降至最低(6.16×10-4 Ω·cm).     

溶剂体系对c轴择优取向ZnO薄膜结构和光学性质的影响

以无水乙醇、乙二醇甲醚、乙二醇甲醚/乙醇混合溶液(1∶1)为溶剂体系,采用溶胶-凝胶法制备了ZnO透明薄膜,并利用场发射扫描电镜、X射线衍射和反射光谱仪等研究了溶剂体系对薄膜组成、结构和光学性能的影响。结果表明,3种溶剂所制备的ZnO薄膜均为六方纤锌矿型结构,具有c轴择优取向;以乙二醇单甲醚/乙醇混合溶液(1∶1)为溶剂制备的ZnO薄膜平整、致密,在可见光区域透光率达到90%左右,禁带宽度为3.25eV,具备制作薄膜太阳能电池透明导电电极材料的应用价值。     

薄膜厚度和溅射功率对有机衬底上ZnO∶Ga薄膜应力的影响

在室温(RT)下,采用直流(DC)磁控溅射在聚碳酸酯(PC)衬底上制备Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜。通过X射线衍射(XRD)与基片曲率方法研究薄膜的残余应力。提出并讨论了厚度和溅射功率对GZO薄膜的应力影响并证实所有薄膜的应力均是压缩应力。研究表明随着薄膜厚度的增加,外应力可以得到充分释放。而溅射功率的变化可以改变GZO薄膜的应力和晶粒尺寸。研究表明溅射功率在140W的条件下制备的厚度225nm薄膜具有最大的晶粒尺寸和最小的压缩应力。结果表明改变溅射参数,比如溅射功率和薄膜厚度,GZO薄膜能够有效地释放应力。     

射频磁控溅射法低温制备ZnO：Zr透明导电薄膜及特性研究

利用射频磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺锆氧化锌(ZnO:Zr)透明导电薄膜.讨论了薄膜厚度对ZnO:Zr薄膜结构、形貌、光电性能的影响.实验结果表明,厚度对ZnO:Zr薄膜的形貌和电学性能有很大影响.SEM和XRD研究结果表明,ZnO:Zr薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的C轴择优取向.当厚度为300nm时,薄膜的电阻率具有最小值1.77×10-3Ω·cm.所制备薄膜具有良好的附着性能,其可见光区平均透过率超过92%.     

透明导电薄膜ZnO∶Mn的低温制备及性能研究

利用直流磁控溅射法在室温玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺锰氧化锌(ZnO∶Mn)透明导电薄膜。实验制备的ZnO∶Mn为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。实验结果表明,靶与衬底之间的距离对ZnO∶Mn薄膜的生长速率、残余应力及电学性能有很大影响,而对薄膜的晶粒尺寸和光学性能影响不大。考虑薄膜的电学、光学及力学性能,认为靶与衬底之间的最佳距离为7.0 cm。在此条件下制备的ZnO∶Mn薄膜的电阻率达到4.2×10-4Ω.cm,可见光透过率为86.6%,而残余应力仅为-0.025 GPa。     

磁控溅射有机衬底ZnO∶SnO_2透明导电膜的结构和光电特性

采用磁控溅射技术在有机衬底上低温制备出具有低电阻率和良好附着性的ZnO∶SnO透明导电膜。研究了制备ZnO∶SnO薄膜的结构、成分和光电性质。制备薄膜为非晶结构,有机衬底ZnO∶SnO透明导电膜的最低电阻率约10-2Ω·cm,可见光平均透过率>82%。薄膜中的氧偏离理想化学配比,氧空位是薄膜中载流子的主要来源。     

直流磁控溅射有机衬底和玻璃衬底ZnO∶Al薄膜结构及特性的研究

利用直流磁控溅射法在有机薄膜衬底和普通玻璃衬底上制备出了具有良好附着性的ZnO∶Al透明导电膜,对制备薄膜的结构和光学特性进行了比较研究.研究发现:铝掺杂的氧化锌薄膜是多晶膜,具有六角纤锌矿结构;在衬底温度为100℃,溅射压强1.0 Pa,氧氩比为1∶2.58时,ZnO∶Al薄膜具有(002)择优取向,晶化也比较好,在可见光区的平均透过率分别达到了77.6%和82%.     

Al-Sn共掺杂ZnO薄膜的结构与光电性能研究

采用射频磁控共溅射法在玻璃衬底上制备出了Al与Sn共掺杂的ZnO(ATZO)薄膜.在固定ZnO∶Al(AZO)靶溅射功率不变的条件下,研究了Sn靶溅射功率对ATZO薄膜的结晶质量、表面形貌、电学和光学性能的影响.结果表明,制备的ATZO薄膜是六角纤锌矿结构的多晶薄膜,具有c轴择优取向,而且表面致密均匀.当Sn溅射功率为5W时,330 nm厚度的ATZO薄膜的电阻率最小为1.49×10-3 Ω·cm,比AZO薄膜下降了22％.ATZO薄膜在400～900 nm波段的平均透过率为88.92％,禁带宽度约为3.62 eV.     

磁控溅射有机衬底ZnO:SnO2透明导电膜的结构和光电特性

采用磁控溅射技术在有机衬底上低温制备出具有低电阻率和良好附着性的ZnO∶SnO透明导电膜.研究了制备ZnO∶SnO薄膜的结构、成分和光电性质.制备薄膜为非晶结构,有机衬底ZnO∶SnO透明导电膜的最低电阻率约10-2Ω*cm,可见光平均透过率＞82%.薄膜中的氧偏离理想化学配比,氧空位是薄膜中载流子的主要来源.     

磁控溅射制备大面积ZnO薄膜性能的研究

通过磁控溅射氧化锌陶瓷靶材的方法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了溅射功率、溅射气压以及基片温度对ZnO薄膜相结构、禁带宽度及光学性能的影响.使用X射线衍射仪(XRD)分析了薄膜相结构,使用台阶仪测试薄膜厚度,采用薄膜测试仪测试薄膜的透过率,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜表面形貌.结果表明:不同制备条件下均形成具有(0...     

溶胶-凝胶法制备Li掺杂ZnO纳米薄膜及其表征

采用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备了ZnO∶ Li薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜结构及光电性能的影响,结果表明:所有薄膜均由具有c轴优先生长取向的六角纤锌矿结构的ZnO晶体构成,晶体的粒径随厚度的增加先增大而后减小;薄膜的方阻随厚度的增加先减小后增大,当薄膜厚度为6层时,可获得最低方阻;所有薄膜均是透明的,在可见光区的平均透光率＞80％;薄膜具有较强的紫外、绿光发光特性以及微弱的蓝光发光特性,随着薄膜厚度的增加,三种发光峰逐渐增强.     

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.     

薄膜太阳电池用TCO薄膜制造技术及其特性研究

阐述了玻璃衬底、柔性衬底透明导电氧化物薄膜(Transparent conductive oxides-TCO)以及硅基薄膜太阳电池应用方面的最新研究成果。绒面结构可以提高薄膜太阳电池效率和稳定性并降低生产成本。磁控溅射技术和LP-MOCVD技术是制造绒面结构ZnO-TCO薄膜(例如"弹坑"状和"类金字塔"状表面)的主流生长技术;高迁移率TCO薄膜(IMO、IWO、ZnO∶Ga等)以及柔性衬底TCO薄膜是研究开发的重点。     

GDARE法制备不同厚度ZnO薄膜的热电性质

以气体放电活化反应蒸发(GDARE)沉积法通过多次沉积制备不同厚度ZnO薄膜。原子力显微镜和X射线衍射测试分析表明,所得ZnO薄膜具有纳米颗粒多晶结构,粒径在30~70 nm,晶粒尺寸随薄膜厚度增加而增大,不同厚度的薄膜均具有高度的c轴取向性。由GDARE法沉积的ZnO薄膜具有较高的温差电动势率S(Seebeck系数),厚度200 nm的薄膜在440K附近S可达600μV/K。相同温度下,薄膜的温差电动势率S与电阻率ρ均随着膜厚的增加而减小。在考察了薄膜电阻率与温差电动势率的综合影响后,得到在440 K附近,厚度为600 nm的ZnO薄膜具有相对最优秀的热电性能。讨论了ZnO薄膜的表面电传导过程及温差电动势产生机制。