溶液-凝胶法制备ZnO薄膜

溶胶-凝胶法ZnO薄膜的制备及性能表征辛春雨;张继德;刘成有;蒋大勇;秦杰明【期刊名称】《吉林大学学报（理学版）》【年(卷),期】2012(50)1【摘要】Zinc oxide thin films were synthesized on glass substrates by means of sol-gel method. The X-ray diffraction (XRD) results show that the grain size increased with the increasing of annealing temperature, which was confirmed .by the morphology by atomic force microscopy (AFM). The UV-Vis results show that there is a stronger absorption on the near band edge of zinc oxide and the bandgap of the film at 600 °C by means of annealing treatment is 3. 23 eV. Room-temperature photoluminescence (PL) results show that all films show UV emission peak at 386. 5 nm, the deep level emission is restrained by the increase of annealing temperature.%采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备ZnO薄膜,X射线衍射(XRD)结果表明:晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,与原子力显微镜( AFM)分析薄膜表面形貌的结果相符；UV-Vis吸收谱线表明,在ZnO带边吸收的位置出现较强的吸收,并得到600℃退火处理的薄膜禁带宽度为3.23 eV;室温光致发光谱表明,所有薄膜均在386.5 nm处出现一个紫外发射峰,当退火温度升高时,深能级发射受到抑制.【总页数】4页(P122-125)【作者】辛春雨;张继德;刘成有;蒋大勇;秦杰明【作者单位】白城师范学院物理系,吉林白城137000;白城师范学院物理系,吉林白城137000;通化师范学院物理系,吉林通化134001;长春理工大学材料科学与工程学院,长春130022;长春理工大学材料科学与工程学院,长春130022【正文语种】中文【中图分类】TN814【相关文献】1.前热处理对溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜微结构的影响 [J], 吉强民;郜小勇;高会;翟耀飞2.膜厚对溶胶-凝胶法制备Al、Ga共掺杂ZnO薄膜性能的影响 [J], 程志敏;孙宜华;方亮;叶林龙;黄龙;汪涛3.Ti含量对溶胶-凝胶法制备Ti、Ga共掺ZnO薄膜性能的影响 [J], 王瑞;孙宜华;黄龙;敖来远;方亮;骆秋子4.溶胶-凝胶法制备多孔ZnO薄膜及其性能表征 [J], 杨立荣;刘淑贤;靳正国5.溶剂、溶胶稳定剂和热处理对溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜微观结构的影响 [J], 黄辉;朱明伟;宫骏;孙超;姜辛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

p型ZnO薄膜溶胶凝胶法制备工艺及结构性能研究的开题报告研究背景与意义：氧化锌（ZnO）作为一种重要的半导体材料，在透明电子学、能源转换等领域具有广泛的应用。

其中，p型ZnO薄膜是具有光电功能的p-n 结的重要组成部分。

目前，制备高质量p型ZnO薄膜还存在很多技术上的挑战，如控制薄膜表面缺陷密度、制备高稳定性的p型掺杂、优化制备工艺等。

通过溶胶凝胶法制备p型ZnO薄膜，具有制备简单、成本低、掺杂均匀等特点，已经成为一种重要的制备技术。

本研究旨在基于溶胶凝胶法制备p型ZnO薄膜，并对其制备工艺及结构性能进行深入研究，为进一步优化p型ZnO薄膜的制备提供帮助。

研究内容：1.基于溶胶凝胶法制备p型ZnO薄膜的工艺优化；2.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对p型ZnO薄膜的结构进行表征；3.探究掺杂条件对p型ZnO薄膜电学性能的影响；4.评估p型ZnO薄膜的光电功能性能。

研究方法：本研究将采用溶胶凝胶法制备p型ZnO薄膜，并通过XRD、SEM、TEM等手段对其结构进行表征。

同时，采用光电化学工作站等设备评估薄膜的光电性能，并探究掺杂条件对电学性能的影响。

预期成果：1.建立一套有效的溶胶凝胶法制备p型ZnO薄膜的工艺；2.深入了解p型ZnO薄膜的微观结构、电学性能和光学性能；3.为p型ZnO材料在光电领域的应用提供理论基础。

研究过程：1.查阅文献，了解p型ZnO薄膜制备技术、工艺优化等方面的研究进展；2.准备原材料，制备p型ZnO溶胶；3.通过溶胶凝胶法制备p型ZnO薄膜，并优化制备工艺；4.采用XRD、SEM、TEM等手段对p型ZnO薄膜的结构进行表征；5.评估p型ZnO薄膜的电学性能和光学性能；6.撰写论文并进行技术交流。

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜的研究阮兴祥;房慧;黄灿胜;张富春;张威虎;杨延宁【摘要】The zinc oxide film was prepared on the surface of zinc sheet and the surface of silicon wafer by sol-gel method. The effects of different configuration ratio and substrate on the composition and microstructure of zinc oxide thin films were compared by XRD and SEM. The experimental results show that the Zn-based substrate has a certain effect on the diffraction peak amplitude of the samples compared with Si films. The prepared samples have diffraction peaks near the diffraction angle of2θ=34.4°. When the Zn2+ concentration is different, the morphology of ZnO thin films is different.%采用溶胶-凝胶法在锌片和硅片表面制备氧化锌薄膜.采用XRD、SEM等分析测试手段对比了不同的配置比和衬底对氧化锌薄膜的相组成和显微形貌的影响.实验结果表明:与Si片相比,Zn片衬底对样品的衍射峰幅度产生一定的影响;所制备出来的样品都在衍射角2θ=34.4°附近出现衍射峰;当Zn2+浓度不同时,得到的ZnO薄膜的形貌不同.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】2页(P103-104)【关键词】薄膜;氧化锌;溶胶-凝胶法【作者】阮兴祥;房慧;黄灿胜;张富春;张威虎;杨延宁【作者单位】广西民族师范学院物理与电子工程学院,广西崇左,532200;广西民族师范学院物理与电子工程学院,广西崇左,532200;广西民族师范学院物理与电子工程学院,广西崇左,532200;延安大学物理与电子信息学院,陕西延安, 716000;西安科技大学通信与信息工程学院,陕西西安,710054;延安大学物理与电子信息学院,陕西延安, 716000【正文语种】中文氧化锌作为第三代半导体材料，与氮化镓一起具有近似的禁带宽度和晶格常数，并且相对于GaN来说，ZnO具有更高的激子束缚能和熔点，具有优异的热稳定性、机电耦合性等。

专业实验（2）一：溶胶凝胶法制备陶瓷薄膜这是材料系设置的基础实验课。

材料专业实验（2）要求针对材料领域的各种制备方法以及热处理方法进行自我设计，自我准备，完成工艺的全过程，并得到预期的实验结果，并结合理论知识，分析实验结果与制备工艺参数之间的关系。

通过材料专业实验（2），让学生基本掌握常用的类制备方法或热处理工艺的原理和工艺过程，了解工艺过程对最终的结果的影响规律，进一步强化学生的理论知识，培养学生的实际动手操作能力，为其毕业设计做基础。

一、实验目的1．了解溶胶-凝胶过程2．掌握用溶胶-凝胶法制备薄膜的制备工艺与原理二、实验要求1、学生应该在讲义的基础上，先查阅相关文献，了解溶胶凝胶法概念及在材料制备方面的基本应用，了解该方法制备材料特别是陶瓷薄膜的一般流程和制备过程中的一些关键问题，以及制备过程中可能的影响因素。

2、学生可以制备讲义中给出的陶瓷薄膜ZnO，也可以自己决定制备的陶瓷薄膜材料（不过需要提前一周报知教师以方便准备实验药品），讲义中给出了ZnO陶瓷薄膜制备的一般流程和参考方案，学生可以自主调整参考方案中的各种参数如溶胶的浓度、粘度、匀胶机的转速、匀胶时间、热处理的温度及时间等，可以选择不同的基片、甚至选择用其他的涂膜方式如浸滞提拉法，最终目的是在基片上得到陶瓷薄膜样品。

由于实验条件以及实验时间的限制，实验取消了最后一步热处理的过程，而且测试条件只是采用金相显微镜进行粗略的表面质量观测，另外，实验并不要求每个学生都能得到质量很好的样品，而是不同的同学选取不同的实验方案，相互之间要进行横向比较。

三、实验所需仪器设备一台匀胶机及吸片用小型真空泵，一台可调温电炉，一台搅拌器，以及化学配备溶胶的一些玻璃器皿；实验测试采用普通的金相显微镜进行粗略的表面质量观察。

四、实验原理近代科学和生产发展使薄膜科学与技术成为新材料和新器件研发的重要领域。

薄膜的研究首先是从研究如何制作薄膜这种特殊形态材料开始的。

一、所需试剂和实验仪器试验中所需试剂（均为国药集团生产）及其作用:二水合醋酸锌Zn(CH3COO)2•2H2O 金属前驱物乙二醇甲醚CH3OCH2CH2OH 溶剂无水乙醇CH3CH2OH 溶剂、清洗异丙醇(CH3)2CHOH 溶剂乙醇胺H2NCH2CH2OH 稳定剂二乙醇胺HN(CH2CH2OH)2 稳定剂九水合硝酸铝Al(NO3)3•9H2O 掺杂丙酮CH3COCH3 清洗基片浓盐酸HCL 清洗基片去离子水H2O 清洗基片制备薄膜的实验仪器设备仪器型号用途物理电子天平FA1104电子天平，测量前驱物及掺杂等物质d=0.1mg，上海方瑞仪器恒温磁力搅拌器78HW-1 型，金坛荣华仪器配制溶胶台式匀胶机KW-4A 型台式匀胶机涂胶制备薄膜中科院微电子研究所电热恒温鼓风干燥箱DHG-9101.OSA 型预热处理薄膜管式电阻炉SK-2-2-12 型预热和最终高温处理薄膜上海实验电炉测试仪器X-射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、扫描电镜SEM、Hitachi-F4500荧光光谱仪等。

其它石英硅片二、实验步骤（一）ZnO 前驱溶胶的制备1、配制0.75 M 的溶胶：用电子天平（精度为0.1mg）准确称取8.2621g 二水合醋酸锌放入大约30 mL 的乙醇溶剂中用具塞三角瓶盛放，用恒温磁力搅拌器搅拌并保持温度为70℃，10 分钟后加入4.60 mL的乙醇胺稳定剂，搅拌10 分钟后，待其冷却后在50 mL 容量瓶中用乙醇滴定，配制成0.75 M 的溶胶，最后在70℃的恒温磁力搅拌器上搅拌 1 小时后，形成均一透明的溶胶，至少静置48 小时后待用。

在相同的条件下，分别用异丙醇（IPA），乙二醇甲醚（EGME）做为溶剂配制0.75 M 的ZnO 前驱物溶胶，至此我们配制了三种不同溶剂的ZnO 溶胶备用。

2、ZnO 薄膜的制备我们选用石英片作为衬底。

（1）基片的清洗：采用石英片为基板，在涂膜前依次用浓盐酸、酒精、丙酮和丙酮酒精混合物以及去离子水在超声仪中清洗15 分钟，然后用于涂膜。

zno纳米结构薄膜的水溶液法制备与研究一、ZNO纳米结构薄膜的概述大家都知道，现在这个科技飞速发展的时代，材料科学也成了一个大热门话题。

说到材料，你可能会想起钢铁、水泥这些硬邦邦的东西，谁能想到，咱们今天聊的这个ZNO纳米结构薄膜，听起来有点高大上吧。

实际上，它是一种基于氧化锌（ZnO）纳米材料制成的薄膜。

说到这，你可能会问：“氧化锌是什么东西？这玩意儿能做什么？”它不仅仅是我们常见的防晒霜中的成分，还是很多高科技领域的重要材料，比如光电器件、传感器，甚至是太阳能电池的核心材料呢。

这个ZNO薄膜，可以说是电子、光学领域里的“香饽饽”了。

咱们接着说，它之所以这么受欢迎，最重要的一个原因就是它的纳米结构。

你看，纳米材料的特点就是粒子小，表面积大，功能性特别强。

ZNO纳米结构薄膜就像一张超薄的“网”，这种薄膜不仅能有效地吸收光能，还能让电荷更容易在里面流动。

简单来说，它不光能“吸光”，还能够“导电”。

这就是为什么它在许多电子器件中被看重的原因。

二、水溶液法的制备方法听到水溶液法，你可能会想：“这不就是溶解在水里的东西吗？”对的，水溶液法就是利用水作为溶剂，把锌源溶解成水溶液，然后在特定的条件下让它们沉淀下来，最后得到一层ZNO薄膜。

这种方法，别看它简单，实际上却有很多讲究。

水溶液法的优势就是操作简单，成本低，而且容易控制。

想象一下，你在厨房做菜，往锅里加水，再慢慢地加入各种调料，这个过程就是水溶液法的一个缩影。

你只需要调好水溶液的浓度、温度、pH值等参数，最后得到的ZNO薄膜就能在你想要的大小、厚度和结构下“乖乖”长出来。

别看它这么简单，水溶液法的控制性可是非常强的。

你可以通过调节溶液的成分，控制ZNO薄膜的形态，比如它的晶粒大小、形状、排列方式等等。

要是你想让它做成一个一模一样的纳米颗粒排列，就得好好掌握其中的“诀窍”。

这种方法的另一个好处是它的环境友好，毕竟咱们都是在水里“泡”出来的，不像一些其他的制备方法需要用到那些复杂的化学品，既安全又环保。

ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体是一种重要的半导体材料，在化学、电子学、材料学等领域有着广泛的应用。

本文主要介绍ZnO纳米半导体材料的制备方法及其应用。

一、ZnO纳米半导体材料制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。

该方法以氧化锌为前驱体，将其以适当的浓度溶解在有机溶剂中，加入表面活性剂后通过水热处理得到ZnO纳米晶粒。

2. 水热法水热法是一种快速简单的制备ZnO纳米半导体材料的方法。

该方法可以通过改变反应物浓度、反应温度和反应时间等条件来控制ZnO纳米晶粒的大小和形状。

3. 热分解法热分解法是一种通过分解金属有机化合物制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以制备高品质的ZnO纳米晶粒，但需要高温下进行反应，操作较为复杂。

4. 气相沉积法气相沉积法是一种将气相反应物在高温下沉积在基底表面上制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以通过控制反应条件来调控ZnO 纳米晶粒的大小和形状。

二、ZnO纳米半导体材料的应用1. 光电器件ZnO纳米半导体材料在太阳能电池、LED等光电器件方面有着广泛的应用。

ZnO纳米材料可以提高器件的光电转换效率、增加光敏度、减少暗电流等。

2. 生物医学领域ZnO纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作抗菌剂、药物传递系统、生物成像等方面。

3. 环境保护ZnO纳米材料在环境保护领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作光催化材料、气体传感器、废水处理等方面。

4. 纳米传感器ZnO纳米材料在纳米传感器领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作气敏材料、湿度传感器等方面。

ZnO纳米半导体材料是一种重要的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。

随着制备技术的不断发展，ZnO纳米材料的性能和应用将会得到更大的提升。

两步法制备掺(氮、磷)ZnO薄膜的研究的开题报告
一、研究背景和意义
ZnO是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景，例如能够用
于光电器件、太阳能电池、传感器、蓝宝石替代品等方面。

目前，人们
已经通过掺杂、复合等手段对ZnO材料进行了改性，以改善其性能，其
中掺入氮、磷元素是重要的改性方式之一。

氮、磷掺杂ZnO薄膜可以提
高其导电性能和光催化性能，同时还能够提高其稳定性和光抗菌性能，
因此引起了越来越多的研究者的关注。

二、研究内容和方法
本课题的研究内容是采用两步法制备掺(氮、磷)ZnO薄膜，并通过
结构表征和性能测试来分析其物理化学特性。

具体研究方法包括两步溶
胶-凝胶法制备掺杂前体溶胶，然后进行沉积、烧结处理得到掺(氮、
磷)ZnO薄膜。

所得到的薄膜将通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、拉曼光谱等多种表征手段来进行结构表征；同时，利用四探针测量仪和紫外-可见分光光度计来测定其电学和光学性质。

三、研究预期目标和意义
本研究旨在通过两步法制备掺(氮、磷)ZnO薄膜，探究其光电性能
和结构性质，并对其在太阳能电池、环境净化、电子器件等领域中的应
用进行探讨。

该研究的意义在于，为制备具有优异性能的掺杂ZnO材料
提供了一种新方法，为其广泛应用打下了基础。

同时，该研究还可为氮、磷等其他元素掺杂ZnO材料提供参考，为掺杂ZnO材料应用领域的拓展提供支持。