超聲霧化熱解法制備ZnO薄膜結構及其性能研究.pdf

1、氧化鋅是一種多用途的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶半導體材料.傳統(tǒng)上,ZnO薄膜被廣泛應用于太陽能電池、聲表面波器件、壓敏器件、透明導電電極等領域.近年來,ZnO作為寬禁帶半導體材料的研究越來越受到人們的重視.和GaN相比,ZnO薄膜具有生長溫度低,激子復合能高(ZnO:60meV, GaN:21~25meV),有可能實現(xiàn)室溫下較強的紫外受激發(fā)射,制備出性能較好的探測器、發(fā)光二極管和激光二極管等光電子器件.ZnO的輻射波長具有比GaN的藍光發(fā)射更短,對

2、增加光記錄密度具有重要意義.目前,有關氧化鋅的研究集中在氧化鋅的紫外光發(fā)射和可見光發(fā)光機制方面.對于可見光發(fā)光機制目前尚無統(tǒng)一認識.該文綜述了ZnO薄膜的各種生長技術及其原理,并概括了ZnO薄膜研究的最新進展.利用自制的超聲霧化熱解沉積技術生長了具有C軸擇優(yōu)取向的多晶ZnO薄膜,并利用X射線衍射儀(ⅪD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、紫外-可見光光譜儀(UV-Vis absorption Spectrometer)

3、、熒光光譜儀(PLSpectrometer)等測試手段,對ZnO薄膜的結構和性能進行表征.研究了各生長條件,如前驅物溶液濃度、襯底溫度、沉積時間、退火處理和摻雜濃度對ZnO薄膜結構和性能的影響.實驗結果表明,前驅物濃度增加有利于制備C軸取向生長的ZnO薄膜;400℃時,沉積出高質量C軸擇優(yōu)取向的ZnO薄膜,在氧氣氣氛下退火溫度為600℃時,得到的薄膜結晶性較好;而且,摻雜濃度增加不利于ZnO薄膜的取向生長.受激發(fā)射光致發(fā)光結果表明,樣品