Sol-gel法制備摻雜ZnO薄膜的研究.pdf_第1頁
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1、ZnO是直接寬禁帶半導(dǎo)體材料,室溫下帶隙寬3.37eV,激子結(jié)合能達(dá)到60meV,比GaN高出很多,使其在光電等領(lǐng)域有著可觀的應(yīng)用前景。要想使ZnO應(yīng)用在實(shí)際生活中,需要解決的問題是實(shí)現(xiàn)ZnO的p型摻雜和p-n結(jié)的制備,而且可見光區(qū)的發(fā)光機(jī)理,沒有得到大家統(tǒng)一的認(rèn)可。本文采用溶膠-凝膠的方法制備B單摻、B和N共摻、Na和N共摻ZnO薄膜,考查了不同熱處理溫度以及摻雜濃度等因素對(duì)ZnO薄膜的結(jié)晶性、光學(xué)性能的影響,本文摻雜N元素的量與Zn

2、的原子比為2.5:100。
  研究了B單摻雜、B和N共摻雜ZnO薄膜試樣的性能,在不添加水解控制劑時(shí),所配置溶液出現(xiàn)了白色沉淀,但較少量的水解控制劑不會(huì)出現(xiàn)白色沉淀,通過XRD衍射分析,適量的水解控制劑有助于摻雜ZnO結(jié)晶性的提高,當(dāng)水解控制劑乙酰丙酮用量過多,試樣的(002)峰的強(qiáng)度會(huì)降低;此外,少量的B摻入和較低的熱處理溫度會(huì)使ZnO的結(jié)晶性和光學(xué)性能明顯改善。然而,在過高或過低熱處理溫度時(shí),會(huì)使ZnO出現(xiàn)更多的缺陷,導(dǎo)致結(jié)

3、晶性下降。通過光致發(fā)光譜的分析,發(fā)現(xiàn)紫外發(fā)光峰強(qiáng)度與ZnO結(jié)晶質(zhì)量成正比,過高的B摻雜濃度還會(huì)使ZnO透射性得到提高。
  考查了不同Na摻雜濃度和熱處理溫度對(duì)Na和N共摻ZnO薄膜結(jié)晶性和光學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)一定量Na的摻入以及適度的熱處理溫度會(huì)使ZnO結(jié)晶性和光學(xué)性能得到改善,通過XRD衍射分析,當(dāng)Na與Zn原子比為14:100時(shí)試樣有著最好(002)峰擇優(yōu)取向性,過高或過低Na的摻入,會(huì)誘發(fā)出更多的缺陷使ZnO結(jié)晶性下降。在

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