SILAR法合成ZnO納米多晶薄膜的研究.pdf

1、氧化鋅為直接帶隙II-VI族化合物半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度約3.3eV，激子束縛能為60meV，高于硫化鋅（40meV）和氮化鎵（25meV）。這些特征使得氧化鋅可以在高溫條件下實現(xiàn)紫外發(fā)光。因此，氧化鋅是一種非常具有應(yīng)用前景的寬帶隙半導(dǎo)體材料。
　　 本文綜述了氧化鋅國際國內(nèi)研究進(jìn)展。綜合考慮目前制備氧化鋅薄膜的方法，本文探索并研究了一種新型的、環(huán)境友好的ZnO納米多晶薄膜制備方法——連續(xù)離子層吸附反應(yīng)法(Successiv

2、e ionic layer absorption and reaction，SILAR)。
　　 本文研究了前驅(qū)離子與襯底的吸附緊密程度對最終成膜質(zhì)量的影響。通過比較，認(rèn)為單乙醇胺的引入可以明顯的改善前驅(qū)離子的吸附特性，并進(jìn)而改善ZnO納米薄膜的結(jié)晶性能和表面形貌。因此，離子與襯底的吸附存在一個分子間吸引力的作用。配合離子的分子量越大，吸引力越強(qiáng)。
　　 文中通過X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡、熒光光譜儀，對ZnO納米薄膜

3、性能進(jìn)行了表征，研究了工藝參數(shù)對ZnO納米薄膜性能的影響。認(rèn)為循環(huán)次數(shù)、鋅與配合物的配比、Ph值、鋅離子濃度是影響ZnO納米薄膜的強(qiáng)相關(guān)因素。研究表明，鋅離子濃度為0.05mol/L，，Ph=12.0時，制備的ZnO納米薄膜具有相對較好的性能。
　　 根據(jù)測試結(jié)果，討論了SILAR法沉積ZnO納米薄膜晶粒演化過程以及機(jī)理的描述。認(rèn)為襯底的親水性、前驅(qū)離子的吸附性對薄膜生長至關(guān)重要。薄膜生長包括三個過程：氧化鋅單晶晶粒的形成、氧化