射频磁控溅射制备ZnO纳米薄膜的研究

采用磁控溅射的方法来制备ZnO纳米薄膜。薄膜的晶体特性以及表面结构主要通过X射线衍射、扫描电子显微镜及原子力显微镜来进行表征。     

ZnAl2O4/α-Al2O3衬底上GaN的生长

研究了直接在ZnAl2O4/α-Al2O3衬底上用MOCVD法一步生长GaN薄膜．利用脉冲激光淀积法在α-Al2O3衬底上淀积了高质量ZnO薄膜,对ZnO/α-Al2O3样品在1100℃退火得到了具有ZnAl2O4覆盖层的α-Al2O3衬底,并在此复合衬底上利用光加热低压MOCVD法直接生长了纤锌矿结构GaN．X射线衍射谱表明反应得到的ZnAl2O4层为（111）取向．扫描电子显微镜照片显示随退火时间从小于30min增加到20h,ZnAl2O4表面由均匀的岛状结构衍变为突起的线状结构,相应的GaN X 射线衍射谱表明GaN由c轴单晶变为多晶,单晶GaN的摇摆曲线半高宽为0.4°．结果表明薄ZnAl2O4覆盖层的岛状结构有利于GaN生长初期的成核,从而提高了GaN的晶体质量．     

ZnAl_2O_4/α-Al_2O_3衬底上GaN的生长

研究了直接在 Zn Al2 O4/α-Al2 O3 衬底上用 MOCVD法一步生长 Ga N薄膜 .利用脉冲激光淀积法在α-Al2 O3衬底上淀积了高质量 Zn O薄膜 ,对 Zn O/α-Al2 O3 样品在 110 0℃退火得到了具有 Zn Al2 O4覆盖层的 α-Al2 O3 衬底 ,并在此复合衬底上利用光加热低压 MOCVD法直接生长了纤锌矿结构 Ga N. X射线衍射谱表明反应得到的Zn Al2 O4层为 ( 111)取向 .扫描电子显微镜照片显示随退火时间从小于 3 0 min增加到 2 0 h,Zn Al2 O4表面由均匀的岛状结构衍变为突起的线状结构 ,相应的 Ga N X射线衍射谱表明 Ga N由 c轴单晶变为多晶 ,单晶 Ga N的摇摆曲线半高宽     

有机衬底和玻璃衬底ZnO:Al透明导电膜的结构及光电特性对比研究

讨论了在低温条件下制备的ZnO∶Al薄膜的结构、表面形貌和光电特性,对聚酰亚胺(Polyimide,PI)和玻璃两种不同衬底的薄膜进行了比较研究。两种不同衬底的薄膜均为多晶膜,具有六角纤锌矿结构,最佳取向均为(002)方向,衬底温度从室温到210℃时,制备的薄膜密度变化范围为4.6～5.16g/cm3。在柔性衬底和玻璃衬底上制备的薄膜最低电阻率分别为5.3×10-4Ω·cm和5.1×10-4Ω·cm,薄膜在可见光区的平均透过率分别达到了72%和85%,讨论了两种衬底薄膜电学特性的稳定性。     

无水化学沉积法制备Sb2S3薄膜

采用无水化学沉积(NCBD)法在玻璃基片上制备了Sb2S3薄膜。先用无水乙醇将4．0mL浓度为0．1mol／L的SbCl3乙醇溶液稀释至39．6mL,再加入0．4mL浓度为0．5mol／L的CH3CSNH2乙醇溶液,搅拌均匀后垂直放入玻璃基片,在15～18℃温度下沉积72h后,进行退火处理。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜在退火前后的结构特性进行了研究,利用光学测试计算了薄膜的光学带隙。结果表明,高温退火使薄膜由退火前的非晶态转变为多晶的Sb2S3结构(正交晶系),薄膜的直接光学带隙从1．86eV降低为1.75eV。     

氧分压对纳米ZnO薄膜光致发光特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪及荧光分光光度计研究了氧分压变化对ZnO薄膜的微观结构及光致发光特性的影响.结果表明,当工作气压恒定时,合适的氧分压能够提高ZnO薄膜的结晶质量.对样品进行光致发光测量时,所制备ZnO薄膜样品在400 mm左右出现较强紫光发射,在446 nm出现蓝光发射,经分析认为紫光发射来源于激子复合,而446 nm左右的蓝光发射来源于ZnO薄膜内部的Znj缺陷.     

电沉积法制备CoS薄膜

采用电沉积法在SnO2透明导电玻璃上制备CoS薄膜，电沉积液为CoCl2、Na2S2O3和EDTA的混合溶液。探讨了利用电化学法实现CoS阴极式共沉积的机理，并研究了制备条件对薄膜结构特性和光学特性的影响，制备的薄膜为多晶的γ-Co6S5结构，属于立方晶系，直接光学带隙在1.09-1.49eV之间可调。     

射频磁控溅射制备ZnO纳米薄膜的研究

采用磁控溅射的方法来制备ZnO纳米薄膜.薄膜的晶体特性以及表面结构主要通过X射线衍射、扫描电子显微镜及原子力显微镜来进行表征.     

射频磁控溅射制备ZnO纳米薄膜的研究

采用磁控溅射的方法来制备ZnO纳米薄膜。薄膜的晶体特性以及表面结构主要通过X射线衍射、扫描电子显微镜及原子力显微镜来进行表征     

在家用微波炉中合成四针状ZnO

将锌粉和石墨粉以一定比例混合放入家用微波炉中,在微波辐照下燃烧生成了白色松软的ZnO膜,将此薄膜用扫描电子显微镜(SEM)、能量损失谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射光谱(XRD)分析其成分和形貌。结果显示,该ZnO为单晶四针状晶须,晶须直径为20~50nm,分析了它的生长机理并测试其场发射特性,得到该ZnO的开启场强较低为3.88V/μm,相应的电流密度为10μA/cm2,在场强为5.7V/μm时达到最大发射电流密度为0.39mA/cm2。     

热氧化法制备ZnO薄膜及其特性研究

用热氧化金属Zn膜的方法在Si(111)衬底上制备ZnO薄膜。X射线衍射结果表明,500℃氧化的样品的结晶性能最好。随氧化温度的升高,薄膜内的应力方向在450~500℃之间发生转变,从沿c轴的张应力变为压应力。500℃氧化的样品的室温光致发光(PL)谱中,紫外峰的半高宽为94.8meV,其强度与深能级发射强度之比高达162。氧化温度超过700℃后,样品的PL谱以深能级发射为主,对此现象产生的原因进行了讨论。     

溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性

采用直流磁控溅射镀膜工艺在玻璃基片上沉积了具有良好c轴择优取向的znO薄膜.用组合式多功能光栅光谱仪测得透光率均在85%以上;用AXRF分析了退火前后薄膜的物相,并用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌.样品通过空气中退火,薄膜结晶质量明显提高,晶粒有所长大,取向更加一致.在室温下用荧光分光光度计分析了薄膜的发光特性,观测到明显的紫外光发射(波长为386 nm)和波峰为528nm的一"绿带"宽峰.紫外发射是由于导带和价带之间的电子跃迁,宽峰是源于晶体的缺陷.     

超声雾化气相沉积法制备ZnO薄膜

采用超声雾化气相沉积工艺,以醋酸锌水溶液为前驱体溶液,在SiO2/Si衬底上成功的制备出ZnO薄膜。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对所得ZnO薄膜的晶体结构和微观形貌进行分析,发现随着衬底温度升高,ZnO薄膜c轴取向趋势增强,表面趋于光滑平整。研究表明,在前驱体溶液浓度为0.1 mol/L,衬底温度为320℃,载气流量为0.1 L/min,喷口到衬底的距离为60 cm、沉积30 min的实验条件下,生长出的ZnO薄膜为六方纤锌矿结构,且具有的高度c轴取向。     

掺Al对ZnO薄膜发光性能的调控作用

采用溶胶-凝胶法，在玻璃上制备了不同掺Al浓度的ZnO薄膜。x射线衍射（XRD）结果表明，所制备的薄膜具有c轴择优取向，随着掺Al浓度的增加，（002）峰向低角移动，峰强逐渐减弱。探讨了掺Al对ZnO薄膜发光性能的调控作用，薄膜的透射谱表明：通过改变掺Al浓度，可以提高ZnO薄膜的紫外光透过率，使其吸收边向短波长方向的移动被控制在一定的范围内，从而使薄膜禁带宽度连续可凋；薄膜的光致发光（PL）谱显示：纯ZnO薄膜的PL谱是由紫外激子发光和深能级缺陷发光组成，通过掺Al有助于减少薄膜的缺陷，减弱深能级的缺陷发光，同时紫外带边发射的峰位向高能侧蓝移，与吸收边缘移动的结果相吻合，由紫外发光峰位获得的光禁带与通过透射谱拟合得到的光禁带基本一致。     

射频磁控溅射法在柔性聚酰亚胺衬底上制备ZnS薄膜及其特性研究

为使Ⅱ-Ⅵ族化合物ZnS薄膜具有可弯曲性,选用柔性的聚酰亚胺作为衬底材料,用射频磁控溅射法沉积ZnS薄膜,对所制备薄膜的结晶结构、组分和光学特性进行分析.实验结果表明,所制备薄膜为结晶态的闪锌矿ZnS结构,择优取向为(111)晶面,晶粒尺寸为25.6 nm.薄膜组分接近化学计量比,并具有少量的S损失.薄膜在可见光区和近红外光区的平均透射率分别为82.0％和90.5％,透光特性良好.作为对比,在钠钙玻璃衬底上溅射的ZnS薄膜的结晶度高于聚酰亚胺衬底薄膜,但其透射率略低于柔性ZnS薄膜.实验结果表明了用磁控溅射法在柔性聚酰亚胺衬底上制备ZnS薄膜的可行性.     

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%.     

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.     

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.