PLD制備ZnO薄膜及非晶納米棒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種寬禁帶直接帶隙(室溫下3.3eV)II-VI族化合物半導(dǎo)體，激子結(jié)合能較大(60 meV)，為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。ZnO薄膜具有良好的透明導(dǎo)電性、壓電性、光電性、氣敏性和壓敏性，且易于與多種半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)集成化。由于這些優(yōu)異的性質(zhì)，使其具有廣泛的應(yīng)用和諸多潛在用途，如聲表面波器件、平面光波導(dǎo)、透明電極、紫外光探測(cè)器、壓電器件、壓敏器件、紫外發(fā)光器件和氣敏傳感器等。近年來(lái)，對(duì)其研究和開(kāi)發(fā)在國(guó)內(nèi)外科學(xué)界及工業(yè)部門引起了極大

2、的關(guān)注和興趣。 利用光譜橢偏儀，系統(tǒng)研究了用脈沖激光沉積(PLD)方法在Si(100)基片上，溫度分別為400℃，500℃，600℃和700℃制備的ZnO薄膜的光學(xué)特性。利用三層Cauchy散射模型擬合橢偏參數(shù)，計(jì)算了不同溫度下制備的ZnO薄膜在400～800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的折射率(n)和消光系數(shù)(k)，發(fā)現(xiàn)基片溫度對(duì)薄膜光學(xué)特性有很大的影響。結(jié)合X射線衍射(XRD)的結(jié)構(gòu)表征及原子力顯微鏡(AFM)的形貌表征，發(fā)現(xiàn)折射率的變化

3、主要?dú)w因于薄膜堆積密度的改變。研究表明，600℃是最佳的沉積溫度，此溫度下制備的ZnO薄膜具有較好的光學(xué)和薄膜質(zhì)量。 此外，本文還研究了脈沖激光沉積制備的ZnO/ZnS復(fù)合薄膜，發(fā)現(xiàn)薄膜在室溫大氣中放置一段時(shí)間后表面自發(fā)生成大量一維納米棒。高分辨透射電鏡(HRTEM)的測(cè)試表明此一維納米結(jié)構(gòu)為非晶ZnO納米棒，通過(guò)結(jié)合XRD和電子顯微鏡( SEM)的表征對(duì)這種自發(fā)納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)現(xiàn)象做了初步的分析，提出了可能的生長(zhǎng)機(jī)制。我們還究了非