ZnO薄膜的制备及其性能研究.pdf

是一种直接带隙的宽禁带半导体材料，室温下禁带宽度为，激子束缚能高达，具有可见光透过率高、紫外光吸收强的特点，因此，被认为是有望取代的新一代短波长光电子材料，在平面显示器、太阳能电池透明电极、表面声波材料、发光元件以及压敏电阻器等光电器件领域有着广阔的应用前景。近年来受到越来越多研究者的注意，成为半导体领域里的一个研究热点。薄膜的制备方法很多，比如磁控溅射、化学气相沉积、脉冲激光沉积、和分子束外延等。然而溶胶凝胶方法设备简单、易于实现原子级掺杂，而且不受基片种类的限制。本论文采用溶胶凝胶法结合旋转涂覆工艺，以二水合醋酸锌、乙二醇甲醚、乙醇胺为反应物，在普通玻璃衬底上制备薄膜。通过射线衍射仪以及紫外可见光分光光度计等分析仪器，研究了预热处理温度、退火时间、退火温度、退火气氛、溶胶浓度以及涂膜层数对薄膜的结晶质量、光透过性方面的影响，着重探索了本实验条件下获得高度轴择优取向性、光透过性能较好的薄膜的制备工艺。研究表明，采用溶胶凝胶方法在普通玻璃衬底上制备薄膜的最佳条件是：℃预热处理、℃退火、退火时间选择、空气气氛退火、溶胶浓度为、涂膜层。在对单晶硅衬底研究的基础上，结合载玻片上制备性能良好薄膜的工艺参数，以单晶硅片为衬底制备高度轴择优取向、光透过性能良好的薄膜，并利用荧光分光光度计对该薄膜室温下的光致发光性能进行了系统的研究。最后，对薄膜在各个制备环节的机理进行了细致的阐述，并对实验过程中遇到的特殊现象进行了分析和讨论。