過渡金屬摻雜ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)、透光性和電學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種寬禁帶的直接帶隙半導(dǎo)體材料，它的晶格常數(shù)為a=0.32533nm，c=0.52073nm。由于它具有寬禁帶(3.27eV)和高激子結(jié)合能(約60meV)等優(yōu)良的性能，可廣泛的應(yīng)用于太陽能電池、壓電薄膜、光電器件、氣敏器件和紫外探測器等方面。通過對氧化鋅進(jìn)行過渡金屬的摻雜，能改變它的特性。 本文利用CS-400型三靶射頻磁控濺射儀在不同基片上成功制備了Cu摻雜氧化鋅薄膜和Mn摻雜氧化鋅薄膜，并對不同金屬摻雜量

2、的氧化鋅膜進(jìn)行了研究。結(jié)果如下： 一、采用射頻磁控濺射技術(shù)在導(dǎo)電玻璃和石英襯底上制備了未摻雜和不同Cu摻雜量的ZnO薄膜，室溫下測量了樣品的XRD曲線，發(fā)現(xiàn)ZnO的(002)衍射峰強(qiáng)度隨Cu摻雜量的增加先增強(qiáng)后減弱，Cu摻雜量為4.1％時(002)峰最強(qiáng)。用紫外分光光度計(jì)測量了樣品的透光性，結(jié)果顯示隨摻雜量的增加其透光性減弱，但在Cu摻雜量為9.6％時其透光性還在60％以上。用四探針測量了樣品的表面電阻率，薄膜的電阻率隨Cu摻雜

3、量的增加而增加。 二、在Si和石英襯墊上制備了未摻雜和不同Mn摻雜的ZnO薄膜，研究了不同Mn摻雜量對薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性能的影響。Zn1-xMnxO薄膜的XRD圖譜顯示Mn摻雜并未改變ZnO的纖鋅礦結(jié)構(gòu)，且摻雜前后的薄膜都具有良好(002)面的擇優(yōu)取向，但摻雜Mn后的ZnO(002)峰的半高寬(FWMH)比純ZnO的減小了。Mn摻雜ZnO薄膜和純ZnO薄膜的透射譜顯示，在400～800nm的可見光區(qū)域摻雜前后都具有較高的透過