阴极电沉积法制备ZnO及其特性研究

用ZnCl2的非水二甲基亚砜溶液做电解液,采用阴极电沉积法在导电玻璃上制备出了一系列的ZnO薄膜。实验发现ZnCl2的浓度对ZnO薄膜的光学性质有重要影响,ZnCl2浓度依次为0.01mol/L、0.03mol/L和0.05mol/L。当ZnCl2的浓度为0.01mol/L时薄膜的光学性能最好,此时发射谱出现紫峰和绿峰。XRD分析表明,薄膜是ZnO的多晶结构。     

脉冲激光沉积Eu~(3+)掺杂ZnO薄膜及发光性能研究

利用脉冲激光沉积方法,不同沉积条件下在SiO_2/Si、蓝宝石单晶和石英玻璃3种衬底上制备了c轴择优取向的Eu~(3+)掺杂ZnO(Eu:ZnO)薄膜.以SiO_2/Si为衬底,具体研究了衬底温度、氧压、激光重复频率及沉积时间对Eu:ZnO薄膜结晶质量和荧光性能的影响.发现沉积条件相同时,在蓝宝石和SiO_2/Si衬底上制备的薄膜结晶质量好于石英玻璃衬底上的.利用273nm波长的氙灯泵浦,室温下所有样品的光致荧光谱中都测得了稀土Eu~(3+)在616nm附近的特征发光峰,而且在蓝宝石衬底上生长的Eu:ZnO薄膜的荧光强度最强.     

磁控溅射法生长ZnO薄膜的结构和表面形貌特性

采用射频磁控溅射方法,在Si(111)和玻璃基片上制备ZnO薄膜.研究衬底温度和基片类型对薄膜结构、表面形貌的影响.结果显示,所有ZnO薄膜沿c轴择优生长,同种基片类型上生长的薄膜,随着衬底温度升高,(002)衍射峰强度和表面粗糙度增高;相同衬底温度下生长的ZnO薄膜,Si基片上制备的薄膜(002)衍射峰强度和表面粗糙度小于玻璃片上的.基片类型影响薄膜应力状态,玻璃片上制备的ZnO薄膜处于张应变状态,Si基片上的薄膜处于压应变状态;对于同种基片类型上生长的ZnO薄膜,衬底温度升高,应力减小.Si衬底上、300℃下沉积的薄膜颗粒尺寸分布呈正态.     

用PLD法在MgO(100)衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性

用脉冲激光沉积法在MgO(100)衬底上沉积了ZnO薄膜.衬底温度分别为400℃、550℃和700℃.利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究.X射线衍射的结果表明,在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c-轴择优取向,但是当衬底温度升高到700℃时,薄膜由单一的择优取向变为有两个较强的择优取向.通过光致发光谱可以发现,在550℃下生长的ZnO薄膜具有强的紫外发射和窄的FWHM,并且紫外发光峰的强度与ZnO薄膜的结晶质量密切相关.     

ZnO/TiO2复合薄膜的制备及其光学性能的研究

利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备ZnO、TiO₂多层复合薄膜.测试手段采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）分别对薄膜的结构、形貌和光学性能进行表征.研究固定浓度的ZnO在不同浓度的TiO₂上进行叠涂的复合薄膜的光学性能.实验分别制备浓度为0.45 mol/L/0.45 mol/L、0.45 mol/L/0.55 mol/L、0.45 mol/L/0.65 mol/L、0.45 mol/L/0.75 mol/L的ZnO/TiO₂双层膜.实验再进一步研究,在双层膜性能最好的薄膜的浓度基础上增加薄膜层数,制备TiO₂/ZnO/TiO₂3层膜.结果表明：浓度为0.45 mol/L/0.55 mol/L的双层ZnO/TiO₂复合薄膜的结晶质量好,吸光度较强,禁带宽度值为3.39 eV.将ZnO和TiO₂薄膜复合后,会产生一个新的杂质能级,电子跃迁时能量增加,载流子迁移速度降低,禁带宽...     

溶胶-凝胶法制备镍酸镧薄膜的研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法,使用浓度分别为0.1 mol/L、0.2 mol/L和0.3 mol/L的前驱体溶液,在单晶Si(100)衬底上制备了镍酸镧[LaNiO3](简称LNO)导电薄膜,研究了前驱体溶液浓度对LNO薄膜结构和导电性能的影响.X射线衍射测试表明,三种样品均为纯的钙钛矿相,具有较好的(110)择优取向.原子力显微镜分析显示,用0.2 mol/L前驱体溶液制备的LNO薄膜样品晶粒明显大于0.1 mol/L的样品.采用标准四探针法测试了三种样品的电阻率,当前驱体溶液浓度为0.2 mol/L时,样品电阻率最小,仅为2.08×10-3Ω.cm,具有良好的导电性.     

ZnO薄膜的正交实验设计及其分析

采用溶胶-凝胶工艺在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜,考虑影响晶体质量的4个因素,应用正交实验法进行了工艺优化;利用X射线衍射仪对薄膜的晶体结构进行了分析讨论.结果表明,当陈化温度50℃、预处理温度200℃、退火温度650℃和Zn2+浓度0.35 mol/L时,ZnO薄膜的C轴择优取向度最高.     

Al掺杂对ZnO薄膜晶体结构的影响

采用溶胶-凝胶工艺在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜,利用X射线衍射仪对薄膜的晶体结构进行了分析讨论.结果表明,当掺杂量Al3 浓度增大时,晶体产生的张应力使晶格常数变大,衍射峰向小角度方向移动;相反,当Al3 浓度减小时,压应力使衍射峰向大角度方向移动.     

热蒸发分解法制备多晶氧化锌薄膜以及性能分析

以Zn(CH3COO)2·2H2O为蒸发源,利用热蒸发分解法在Si衬底上沉积了多晶ZnO薄膜.使用多种分析测试手段(XRD,SEM,PL,霍尔效应)对不同的衬底温度下得到的ZnO薄膜的物理性质及结构特征进行分析表征.ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,但在高角度时可以观察到衍射峰的分裂,表明ZnO薄膜中结构的非均一性.所得到的ZnO薄膜在蓝光波段具有强烈的受激发射.霍尔效应测量显示在衬底温度低于480℃时,薄膜为空穴导电(p-type),而高于480℃时,为电子导电(n-type).在不同衬底温度下,薄膜表面具有不同形貌特征.还探讨了对于ZnO薄膜的热蒸发分解法的成膜机理.     

脉冲激光沉积法生长的石英基ZnO薄膜特性

以石英为衬底,采用脉冲激光沉积法在多种衬底温度下生长ZnO薄膜。通过对石英基ZnO薄膜X射线衍射(XRD)和分光光度计的测量,分析了薄膜的多种结构和光学参数,研究了衬底温度对薄膜的结晶质量和光学性质的影响。XRD结果显示,衬底温度为500℃时得到结晶质量最佳的ZnO薄膜。分光光度计得到的透射图谱及其微分图谱表明,ZnO薄膜的禁带宽度随衬底温度的升高而减小。     

电子束蒸发制备纳米ZnO薄膜及其特性研究

用电子束蒸发制备一系列纳米ZnO薄膜,用XRD和AFM研究其结构和形貌,重点研究其拉曼谱.ZnO靶的拉曼谱出现了4个明显的峰,与文献报道基本一致.室温下沉积的ZnO薄膜中存在大量缺陷和氧空位,其拉曼频移只有LO模和低频E2模,且其LO模有相对频移,峰展宽,强度加强.ZnO膜的高频拉曼谱对其结构不敏感,各种制备条件下的ZnO膜其高频拉曼谱基本一致.对拉曼谱,结合XRD和AFM分析给出了初步的解释.     

氧对纳米ZnO薄膜晶体结构和光致发光的影响

ZnO是一种直接带半导体材料，在光电领域中和GaN一样受到关注．ZnO不仅有与GaN相似的晶体结构，而且它的激子结合能高达60meV，是GaN的2．4倍．采用射频(RF)磁控溅射法在n-Si(001)衬底上生长ZnO薄膜，XRD谱测量显示出氧压对ZnO薄膜的晶体结构有显著影响，用波长为325nm的激光激发，观察到在445nm处有一强的光致发光峰，它来自于氧空位浅施主能级上的电子跃迁到价带，分析了发光峰与氧压的关系以及退火对它的影响。     

Co掺杂ZnO薄膜的结构及光磁性能研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.01,0.03,0.05,0.08,0.12)薄膜.利用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了ZnO:Co薄膜的表面形貌和微结构.结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,尤其是当掺杂浓度为12%时,薄膜c轴择优取向最为显著.振动样品磁强计(VSM)测量表明Zn1-xCoxO薄膜具有室温铁磁性.室温光致发光测量发现,所有样品的PL谱中都出现了较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,分析认为这主要是由于Co元素的掺入改变了薄膜的禁带宽度、锌填隙缺陷和氧位错缺陷浓度,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.基于上面的测量结果,探讨了不同波段光发射的机理与掺杂状态之间的关系.     

Photoluminescence of ZnO nanorods grown by hydrothermal method on Si substrate

ZnO nanorods were grown on Si substrate by hydrothermal method under various reaction time (12, 24, and 36 h), Zn²⁺ concentrations (0.01, 0.02, and 0.05 mol/L) and reaction temperatures (70–95 °C). Their photoluminescence (PL) tests were taken at room temperature. Nanorods grown under longer reaction times or higher temperatures can emit stronger UV light and depressed green light, suggesting better crystallization of ZnO nanorods. Higher Zn²⁺ concentration results in stronger green band emitting, whereas the UV peak is depressed with the Zn²⁺ concentration over 0.02 mol/L. This indicates that excessive interstitial Zn defects may be introduced into the nanorods in Zn-rich environment.     

掺杂量对ZnO∶Tb复合薄膜的形貌和光学性能的影响

采用的两步法——先溅射成膜,后退火处理的工艺成功制备了ZnO:Tb复合薄膜,结合XRD、SEM、PL等手段研究了掺杂量对薄膜结构和形貌的影响.发现掺杂量为4.16%时,ZnO:Tb薄膜表面形成新奇T-A-ZnO结构以及不同直径和长度的螺纹状纳米棒;同时出现378 nm和387 nm两个较强的紫外发光峰,以及中心波长位于515 nm的强绿光峰.     

ZnO荧光薄膜的制备及特性研究

采用直流反应磁控溅射方法在镀有ITO的玻璃衬底上制备了ZnO荧光薄膜。通过X射线衍射(XRD)、能谱分析仪对退火前后薄膜的结晶状况和成分进行了分析，利用荧光探测单色仪对薄膜的光致发光(PL)特性进行了研究。退火前后的发光峰分别位于光谱绿区499．2nm和517．8nm处。退火处理明显提高了绿光强度，并且使发光峰产生了红移。     

Cu掺杂对ZnO纳米薄膜的结构及其光学特性的影响

采用磁控溅射法(RF)在玻璃基底上制备了未掺杂和不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)分别对样品的形貌进行了表征,并对ZnO薄膜进行了应力分析.结果显示:所有样品都呈现出(002)衍射峰,有较好的c轴择优取向;所有样品出现有3个发光峰,分别对应于400 nm(3.14 eV,紫光),444 nm(2.78 eV,蓝光),484 nm(2.56 eV,蓝光).紫峰的存在与激子的存在有极大关系,而蓝光发射主要是由于电子从导带上向锌空位形成的浅受主能级上的跃迁.随着Cu掺杂量的增加,薄膜的带隙宽度Eg随之减小,样品光学带隙值由3.26 eV逐渐减小为2.99 eV.实验中还发现,随着Cu掺杂量增加,薄膜的透射率也随之减小.     

Photore sponse and H2 gas sensing properti es of highly oriented Al and Al/Sb doped ZnO thin films

ZnO:Al and ZnO:Al/Sb thin films have been prepared and investigated.The thin films were deposited on Si substrates by the sol-gel method.The structural,optical and electrical properties of ZnO films have been investigated by spectrophotometry,ellipsometry,X-ray diffraction and current-voltage characterizations.It is found that the films exhibit wurtzite structure with a highly c-axis orientation perpendicular to the surface of the substrate,a high reflectivity in the infrared region and a response to illumination.Furthermore,it has been found that Si/（ZnO:Al/Sb）/Al photodiode is promising in photoconduction device while Si/（ZnO:Al）/Al can be used as gas sensor responding to the low H₂concentrations.     

Effect of oxygen content on the structural and optical properties of ZnO films grown by atmospheric pressure MOCVD

Atmospheric pressure MOCVD was used to deposit ZnO layers on sapphire and homoepitaxial template under different oxygen flow rates.Oxygen content affects the lattice constant value and texture coefficient of the films as evidenced by the θ-2θ peaks position and their intensity.Films deposited at lower oxygen flow rate possess higher value of strain and stresses.ZnO films deposited at high oxygen flow rates show intense UV emissions while samples prepared under oxygen deficient conditions exhibited defect related emission along with UV luminescence.The results are compared to the ZnO films deposited homoepitaxially on annealed ZnO samples.The data obtained suggest that ZnO stoichiometry is responsible for the structural and optical quality of ZnO films.