下载文档原格式
(110)和(002)择优取向ZnO薄膜的制备及光学性能研究苏德志;赵全亮;李中翔
【期刊名称】《北方工业大学学报》
【年(卷),期】2014(026)001
【摘要】运用射频溅射法在Si和LaNiO3/Si衬底上分别制备了高度(002)和(110)取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征,发现
ZnO/LaNiO3/Si薄膜的(110)取向度高达96％,ZnO/Si薄膜为(002)择优取向,两种薄膜表面均致密平整,晶粒尺寸小于80nm.光致发光结果表明,ZnO/LaNiO3/Si薄膜的光致发光峰主要为带边发射的紫外光,而ZnO/Si薄膜的光致发光峰主要为过量氧导致的缺陷引起的缺陷发光峰.因此,采用LaNiO3薄膜作为ZnO在Si衬底上生长的过渡层,能够有效抑制缺陷发光,改善ZnO薄膜的发光性能.
【总页数】6页(P44-48,94)
【作者】苏德志;赵全亮;李中翔
【作者单位】北方工业大学机电工程学院,100144,北京;北方工业大学机电工程学院,100144,北京;北方工业大学机电工程学院,100144,北京
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.溶胶-凝胶旋涂法制备In-N共掺ZnO薄膜及其光学性能研究 [J], 薄玉娇;蔺冬雪;王媛媛;藏谷丹;王玉新
2.RF磁控溅射法原位制备C轴择优取向ZnO薄膜 [J], 程松华;曾祥斌
3.不同择优取向的ZnO薄膜的制备 [J], 陆液;李勇强;朱兴文
4.高度(002)择优取向Li^+掺杂ZnO薄膜的制备和性能 [J], 陈祝;张树人;杨成韬
5.直流磁控反应溅射制备(002)择优取向AlN薄膜 [J], 王质武;刘文;杨清斗;卫静婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ZnO薄膜生长行为和光学性能研究的开题报告
一、研究背景
ZnO作为广泛应用的半导体材料，具有广泛的应用前景，在透明电子器件、光电器件、传感器、生物医药等领域中得到了广泛的应用。
其中，ZnO薄膜的生长技术和光学性
能是关键问题，直接影响到其应用性能。
因此，对ZnO薄膜的生长行为和光学性能进行深入研究，具有相当的理论和实际意义。
二、研究目的
本文旨在探究ZnO薄膜在不同制备条件下的生长行为和光学性能，并通过优化制备条件，提高其性能，为ZnO薄膜应用的进一步研究提供理论基础和技术支持。
三、研究内容
（1）ZnO薄膜生长方法的比较和选择，包括气相沉积、溅射、化学气相沉积等。
（2）ZnO薄膜在不同生长条件下的结构和形貌特征研究，包括生长温度、反应气体流量、基底表面处理等。
（3）ZnO薄膜光学性能的测量和分析，包括吸收光谱、荧光光谱、瞬态吸收光谱等。
（4）通过对生长条件的优化，提高ZnO薄膜的光学性能，包括增加其光吸收强度、
增强荧光强度等。
四、研究意义
本文将对ZnO薄膜的生长行为和光学性能进行深入研究，为类似材料的制备提供理论支持和技术基础。
在光电器件、传感器、生物医药等领域，通过提高ZnO薄膜的性能，有望在这些领域中发挥更广泛的应用。
衬底温度对ZnO薄膜结构和光学特性的影响魏伟;杨瑞霞;王如;牟村【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2009(038)006【摘要】采用射频磁控溅射的方法在不同温度下Si(111)衬底上制备出了具有高c 轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM),光致发光(PL)谱等分析手段研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构及发光特性的影响.通过XRD 和AFM分析发现随着衬底温度的升高,制备样品的X射线衍射半高宽(FWHM)减小,晶粒尺寸增大,在300 ℃时晶粒尺寸达到最大,但随温度的进一步升高(至400 ℃)晶粒尺寸减小,缺陷增多.薄膜样品PL谱均在520nm处出现绿光发射峰,本文认为这是由于氧空位(V_O)和氧替位(O_(Zn))共同作用的结果,绿光发射峰强度与其结晶质量密切相关,结晶质量越好,杂质和缺陷态就越少,发光峰越弱.【总页数】4页(P53-56)【作者】魏伟;杨瑞霞;王如;牟村【作者单位】河北工业大学,信息工程学院,天津,300401;河北工业大学,信息工程学院,天津,300401;河北工业大学,信息工程学院,天津,300401;河北工业大学,信息工程学院,天津,300401【正文语种】中文【中图分类】O484【相关文献】1.衬底温度对Sn掺杂ZnO薄膜结构、电学和光学性能的影响 [J], 谌夏;方亮;吴芳;阮海波;魏文猴;黄秋柳2.衬底温度对磁控溅射制备外延ZnO薄膜结构特性的影响 [J], 周阳;仇满德;赵庆勋;李晓红;彭英才;刘保亭3.衬底温度对PLD法制备ZnO薄膜结构及发光特性的影响 [J], 赵杰;胡礼中;宫爱玲;刘维峰4.衬底温度对磁控溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性的影响 [J], 徐小丽;马书懿;陈彦;孙小菁;魏晋军;张国恒5.不同衬底温度对ZnO薄膜结构和光学性质的影响 [J], 贾相华;黄海亮;付斯年;朱瑞华;左桂鸿;曹洪忠;李月英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响宿世臣;吕有明;张吉英;申德振【摘要】利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,制备了不同的ZnO样品.研究了衬底温度对ZnO的结构、光学和电学性质的影响.样品的晶体结构利用X射线衍射谱进行表征.X射线衍射谱表明,所有的ZnO样品都是(002)取向的六角纤锌矿结构.随着生长温度的升高,X射线的(002)衍射峰的半峰全宽逐渐减小.样品的表面形貌随着衬底的温度改变而变化,在800℃得知了平整的ZnO表面.通过光致发光的实验得知,ZnO的紫外发光随着生长温度的升高,强度逐渐增强.光致发光的来源为ZnO的自由激子发光.在生长温度为800℃时,得到了高质量的ZnO单晶薄膜,X射线衍射峰的最大半峰全宽为0.05°,霍尔迁移率为51 cm2/(V·s),载流子浓度为1.8×1018 cm-3.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2011(032)007【总页数】4页(P736-739)【关键词】氧化锌;等离子体辅助分子束外延;光致发光【作者】宿世臣;吕有明;张吉英;申德振【作者单位】华南师范大学光电子材料与技术研究所,广东广州510631;中国科学院激发态物理重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;深圳大学材料科学与工程学院,广东深圳518060;中国科学院激发态物理重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院激发态物理重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】O482.31ZnO作为一种宽禁带半导体材料,最大的用途在于短波长半导体激光,可作为白光LED的基础材料。
ZnO有很高的激子结合能（60 meV）[1],远高于其他宽禁带半导体材料,如 GaN的为 25 meV,也高于室温的热能（26 meV）,ZnO激子在室温下是稳定的,可以实现室温或更高温度下的激子受激紫外辐射发光。
溶胶—凝胶法制备ZnO薄膜一、本文概述本文旨在探讨溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的工艺及其相关特性。
ZnO薄膜作为一种重要的半导体材料，在光电子器件、太阳能电池、气体传感器等领域具有广泛的应用前景。
溶胶-凝胶法作为一种制备薄膜材料的常用技术，具有工艺简单、成本低廉、易于控制等优点，因此受到广大研究者的关注。
本文将首先介绍溶胶-凝胶法的基本原理和步骤，然后详细阐述制备ZnO薄膜的具体过程，包括前驱体溶液的配制、溶胶的制备、凝胶的形成以及薄膜的成膜过程。
接着，我们将讨论制备过程中可能影响薄膜性能的因素，如溶胶浓度、凝胶温度、退火条件等，并通过实验验证这些因素的影响。
我们将对制备得到的ZnO薄膜进行表征和分析，包括其结构、形貌、光学性能和电学性能等方面。
通过对比不同制备条件下的薄膜性能，优化制备工艺参数，为实际应用提供指导。
本文的研究结果有望为ZnO薄膜的制备和应用提供有益的参考。
二、溶胶—凝胶法原理溶胶-凝胶法（Sol-Gel）是一种湿化学方法，用于制备无机材料，特别是氧化物薄膜。
该方法基于溶液中的化学反应，通过控制溶液中的化学反应条件，使溶液中的物质发生水解和缩聚反应，从而生成稳定的溶胶。
随着反应的进行，溶胶中的颗粒逐渐增大并相互连接，形成三维网络结构，最终转化为凝胶。
在制备ZnO薄膜的溶胶-凝胶法中，通常使用的起始原料是锌的盐类（如硝酸锌、醋酸锌等）和溶剂（如乙醇、水等）。
锌盐在溶剂中溶解形成溶液，然后通过加入水或其他催化剂引发水解反应。
水解产生的锌离子与溶剂中的羟基（OH-）结合，形成氢氧化锌（Zn(OH)2）的胶体颗粒。
这些胶体颗粒在溶液中均匀分散，形成溶胶。
随着反应的进行，溶胶中的氢氧化锌颗粒逐渐长大，并通过缩聚反应相互连接，形成三维的凝胶网络。
凝胶网络中的空隙被溶剂填充，形成湿凝胶。
湿凝胶经过陈化、干燥和热处理等步骤，去除溶剂和有机残留物，同时促进ZnO晶体的生长和结晶，最终得到ZnO薄膜。
![ZnO薄膜的结构、性能及其应用[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/e47ead65f242336c1eb95e68.png)
第２６卷第１期电子元件与材料ｖ０１．２６Ｎｏ．１２００７年１月ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＣＯＭＰｏＮＥＮＴＳＡＮＤⅣ【ＡＴＥＲＬ～ＬＳＪａｎ．２００７ＡＺｏ透明导电薄膜的结构与光电性能李金丽，邓宏，刘财坤（电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都６１００５４）摘要：采用射频溅射工艺制备了ｚｎ】ｏｌ，ｏ透明导电薄膜。
通过ｘＲＤ、ｕｖ透射和电学性能测试等分析手段，研究了Ａｌ浓度对薄膜的组织结构和光电性能的影响规律。
结果表明：薄膜具有ｃ轴择优取向，随着Ａｌ浓度的增加，（００２）衍射峰向高角度移动，峰强度逐渐减弱，“ＡＪ）为１５％掺杂极限浓度。
ｘ（Ａ１）为２％时，薄膜电阻率是３．４×１０＿４Ｑ·ｃｍ。
随着掺杂量工（Ａ１）从。
增加到２０％，薄膜的禁带宽度从３．３４ｅｖ增加到４．ｏｅＶ。
关键词：无机非金属材料；Ａｚｏ薄膜；组织结构；光电性能中图分类号：０４８４．４文献标识码：Ａ文章编号：１００１．２０２８（２００７）０１．００４３．０３ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｏｐｔｉｃａｌｅＩｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｒａｎｓｐａＩＩｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＡＺｏｔｈｉｎｆｉｌｍｓＬＩＪｉｎ－ｌｉ，ＤＥＮＧＨｏｎｇ，ＬＩＵＣａｉ－ｋｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｃｍｅｌｅｃｔｍｎｉｃｓａｎｄＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＥｌｅｃｔｍｎｉｃ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎ０１０９ｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｊｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌ－ｄｏｐｅｄＺｎ０（ＡＺ０）ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｏｎＳｉｓｕｂｓｔｒａｔｅｓａｎｄｑｕａｒｔｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｂｙＲＦｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｅｆ艳ｃｔｒｓｏｆＡｌｃｏｎｔｅｎｔｏｎｓｔｍｃｔｕｒａｌ，ｏｐｔｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｍｅｓｏｆＡＺＯｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＸＲＤ，ＵＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｍｐｒｔｉｅｓ．ＩｔｉｓｆｏｕｎｄｍａｔｔｈｅＡＺ０ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｈａｖｅａｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｃ－ａｘｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｗｈｅｎｘ（Ａ１）ｂｅｌｏｗ１５％（ｍｏｌｅｆｒａｃｔｉｏｎ）．ＷｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＡｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｅａｋｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅ（００２）ｐｌａｎｅｉｓｓｈｉｆｔｅｄｔｏｔｈｅｈｊ曲ｅｒ２毋ｖａｌｕｅ。
