ZnO薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、ZnO是一種直接帶隙的寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度為3.37 eV，激子束縛能高達(dá)60 meV，具有可見(jiàn)光透過(guò)率高、紫外光吸收強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，被認(rèn)為是有望取代GaN的新一代短波長(zhǎng)光電子材料，在平面顯示器、太陽(yáng)能電池透明電極、表面聲波材料、發(fā)光元件以及壓敏電阻器等光電器件領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)受到越來(lái)越多研究者的注意，成為半導(dǎo)體領(lǐng)域里的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 ZnO薄膜的制備方法很多，比如磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、脈沖激光沉積

2、、MOCVD和分子束外延等。然而溶膠.凝膠方法設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)原子級(jí)摻雜，而且不受基片種類(lèi)的限制。 本論文采用溶膠-凝膠法結(jié)合旋轉(zhuǎn)涂覆工藝，以二水合醋酸鋅、乙二醇甲醚、乙醇胺為反應(yīng)物，在普通玻璃襯底上制備ZnO薄膜。通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀以及紫外.可見(jiàn)光分光光度計(jì)等分析儀器，研究了預(yù)熱處理溫度、退火時(shí)間、退火溫度、退火氣氛、溶膠濃度以及涂膜層數(shù)對(duì)ZnO薄膜的結(jié)晶質(zhì)量、光透過(guò)性方面的影響，著重探索了本實(shí)驗(yàn)條件下獲得高度c軸擇優(yōu)取向性、

3、光透過(guò)性能較好的ZnO薄膜的制備工藝。 研究表明，采用溶膠-凝膠方法在普通玻璃襯底上制備ZnO薄膜的最佳條件是：350℃預(yù)熱處理、600℃退火、退火時(shí)間選擇2 hour、空氣氣氛退火、溶膠濃度為0.4 mol/L、涂膜4層。 在對(duì)單晶硅襯底研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合載玻片上制備性能良好ZnO薄膜的工藝參數(shù)，以單晶硅片為襯底制備高度c軸擇優(yōu)取向、光透過(guò)性能良好的ZnO薄膜，并利用熒光分光光度計(jì)對(duì)該ZnO薄膜室溫下的光致發(fā)光性能進(jìn)行