活性环境空心阴极溅射特性与沉积Al_2O_3、ZnO掺杂和In_2O_3:Mo薄膜的应用(中)

2实验结果和讨论 2．1阴极和沉积特性 典型空心阴极I-V，特性如图2所示，HC中有铜靶块并用氩气作为工作气体。在气流量和放电电流一定时，压强越低需放电电压越高。在给定真空室压强情况下，两个不同气流量的I-V特性很接近，在一定电流下，较高的气流量电压略低一点（注：

Cr_2O_3掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响

为了制备高性能ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻器 ,利用新型Sol Gel方法研究了Cr2 O3 掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响 .复合先驱体溶液由Bi2 O3 ,Sb2 O3 ,MnO及Cr2 O3 掺杂的ZnO纳米粉体均匀分散于含有Zn(CH3 COO) 2 ,Bi2 O3 ,Sb2 O3 ,MnO及Cr2 O3 的溶胶中制成 .研究结果表明 :利用新型Sol Gel方法制备的ZnO陶瓷薄膜中 ,ZnCr2 O4相在较低的Cr2 O3 添加量时出现 ,当Cr2 O3 的摩尔分数为 0 .75 %时 ,ZnO陶瓷薄膜的非线性系数α为 7,压敏电压为 6V ,漏电流密度为 0 .7μA/mm2 .

Si基氨化ZnO/Ga_2O_3薄膜制备GaN纳米线

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3 薄膜,然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3 薄膜进行氨化,高温下ZnO层在氨气气氛中挥发,而Ga2O3 薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线.X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构.研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3 和NH3 反应合成GaN纳米线.

ZnO和Al_2O_3缓冲层对AZO透明导电膜薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法,以纯度为99.9%,质量分数98%ZnO、2%Al2O3陶瓷靶为溅射靶材,在预先沉积了ZnO和Al2O3的玻璃衬底上制备了Al2O3掺杂的ZnO薄膜。研究并对比了两种不同的缓冲层对ZnO∶Al(AZO)薄膜的微观结构和光电性能的影响。并借助X线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)等方法测试和分析了不同缓冲层,对AZO薄膜的形貌结构、光电学性能的影响。结果表明:加入缓冲层后,在衬底温度为200℃时,溅射30min,负偏压为60V、在氮气气氛下经300℃退火处理后,制得薄膜的可见光透过率为83%～87%,AZO薄膜的最低电阻率,从9.2×10-4Ω.cm(玻璃)分别下降到8.0×10-4Ω.cm(ZnO)和5.4×10-4Ω.cm(Al2O3)。

氮化Si基ZnO/Ga_2O_3制备GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si衬底上先溅射ZnO缓冲层,接着溅射Ga2O3薄膜,然后ZnO/Ga2O3膜在管式炉中常压下通氨气进行氮化,反应自组生成GaN薄膜。XRD测量结果表明,利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构的薄膜,利用SEM观测了其表面形貌,PL测量结果发现了位于351nm处的室温光致发光峰。

太阳选择性吸收涂层系列讲座(14) 活性环境空心阴极溅射特性与沉积Al_2O_3、ZnO掺杂和In_2O_3:Mo薄膜的应用(下)

透明导电氧化物薄膜，例如SnO2、ITO、ZnO，有很多应用，如建筑玻璃、汽车、显示器、光伏器件。制备掺杂氧化锌膜用射频或脉冲直流溅射陶瓷靶，它含有ZnO和2％（重量比）Al2O3，无论如何靶的代价是过高的，而能用的功率密度是有限的。最近反应磁控溅射Zn：Al靶受到关注，虽然它需电压控制和氧分压强的闭环控制以保证工作在金属／氧化物过渡模式。

Si基ZnO/Ga_2O_3氨化反应制备GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO缓冲层,接着溅射Ga_2O_3薄膜,然后ZnO/Ga_2O_3膜在开管炉中850℃常压下通氨气进行氨化,反应自组装生成GaN薄膜。XRD测量结果表明利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构的薄膜,利用傅里叶红外吸收光谱仪测量了薄膜的红外吸收谱,利用SEM和TEM观测了薄膜形貌,PL测量结果发现了位于350nm和421nm处的室温光致发光峰。

氮化ZnO/Ga_2O_3薄膜合成GaN纳米管

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO中间层,接着溅射Ga2O3薄膜,然后ZnO/Ga2O3薄膜在管式炉中常压下通氨气进行氮化,高温下ZnO层在氨气的气氛中挥发,而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米管.X射线衍射(XRD)测量结果表明利用该方法制备的GaN具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用傅里叶红外光谱(FTIR)研究了所制备样品的光学性质.利用透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)观测了样品的形貌和晶格结构.

PLD法生长Al2O3基ZnO薄膜的特性

在不同衬底温度下,用脉冲激光沉积法(PLD),在Al2O3(0001)平面上生长了ZnO薄膜。研究了衬底温度对其结晶质量、电学性质以及发光性质的影响。结果显示:XRD在2θ为34°处出现了唯一的ZnO(0002)衍射峰;ZnO薄膜的电阻率随衬底温度的升高而增大;在衬底温度为500℃时,出现了位于410nm附近的特殊的光致发光(PL)峰。

Si基ZnO缓冲层溅射Ga_2O_3氨化反应生长GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO缓冲层,再溅射Ga2O3薄膜,然后在开管炉中分别以850℃,900℃,950℃和1 000℃等温度及常压下通氨气进行氨化,反应生长GaN薄膜。利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN向棒状和线状形态生长。

ZnO/Ga_2O_3膜的氨化温度对制作硅基GaN纳米材料的影响(英文)

通过在不同温度下氨化ZnO/Ga2O3膜,在Si衬底上成功制备了GaN纳米结构材料。氨化前,ZnO层和Ga2O3膜分别通过射频磁控溅射法依次溅射到Si衬底上。用X射线衍射(XRD)、红外傅里叶变换光谱(FTIR)分析了GaN晶体的结构和组分,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌。通过对测试结果的分析可知在Si衬底上由ZnO挥发辅助生长出六方纤锌矿GaN纳米结构晶体,并且ZnO/Ga2O3的氨化温度对形成GaN纳米材料具有明显的影响。

前驱液中Er^(3+)离子对ZnO薄膜形貌、结构和光学性质的影响

利用超声喷雾热解法,研究了Zn(CH3COO)2·2H2O的浓度、生长温度及前驱液中Er^(3+)离子对ZnO薄膜形貌、结构和光学性质的影响.扫描电子显微镜测试表明,前驱液中未加入Er^(3+)离子时,所制备的ZnO薄膜呈现团簇状结构.随着Zn(CH3COO)2·2H2O的浓度的增加,ZnO薄膜中团簇状结构的尺寸逐渐变大.前驱液中加入Er^(3+)离子后制备的ZnO薄膜均呈现片状结构,随着Zn(CH3COO)2·2H2O的浓度的增加,其片状结构的尺寸也逐渐变大.X射线衍射测试结果表明,前驱液中Er^(3+)离子的加入改善了ZnO薄膜的结晶质量.光致发光测试结果表明,所有样品中均出现了一个位于380nm附近的近带边(NBE)发射峰,和一个位于550~650nm的深能级(DL)发射峰.前驱液中Er^(3+)离子的加入使得ZnO薄膜中的NBE/DL比值有所提高,改善了ZnO薄膜的光学性质.

基于氧化铝缓冲层的Si基ZnO薄膜研究

高质量的ZnO薄膜通常生长在蓝宝石等晶格匹配好的衬底上,在晶格失配较大的Si衬底上很难得到高质量的ZnO薄膜,而在Si衬底上制备高质量的ZnO薄膜更具有广泛应用前景。本文采用反应磁控溅射的方法,在Si衬底上,通过引入Al2O3缓冲层,在不同氧气和氩气比例下制备了高质量的ZnO薄膜。研究了引入Al2O3缓冲层后,对ZnO薄膜结构和光学特性的影响。发现对于不同氧气和氩气比例下生长的ZnO薄膜样品,其(002)方向的X射线衍射峰的半峰宽(FWHM)明显减小,光致发光谱中紫外发光与可见发光峰值强度比明显增强。表明引入Al2O3缓冲层后,ZnO薄膜的结构和光学特性得到了很大改善,从而为在Si衬底上制备高质量ZnO薄膜提供了参考。

氧化铝缓冲层对ZnO薄膜性质的影响

采用反应磁控溅射的方法在石英衬底上制备了一层Al2O3薄膜,并将其作为后续ZnO薄膜生长的缓冲层。然后,采用反应磁控溅射的方法在Al2O3缓冲层上制备了ZnO薄膜。对比研究了引入Al2O3缓冲层前后,ZnO薄膜的结构和光学特性。通过引入Al2O3缓冲层,发现ZnO薄膜样品的(002)方向x射线衍射峰的半峰宽(FWHM)明显减小,光致发光谱中与缺陷相关的可见发光峰强度明显减弱,吸收光谱中的吸收边变得更加陡峭。这些结果表明引入Al2O3缓冲层后,ZnO薄膜的结构和光学特性得到了很大改善,为制备高质量ZnO薄膜提供了参考。

In_2O_3和ZnO混合薄膜的化学腐蚀特性研究

利用直流磁控溅射在未加热的BK-7玻璃基片上沉积In2O3与ZnO混合(IZO)薄膜,通过原子力显微镜(AFM)、分光光度计和四探针法研究IZO薄膜在HCl溶液中不同腐蚀时间前后的表面形貌以及光电性质的变化。结果表明:随着腐蚀时间的增加,薄膜的表面均方根粗糙度(RMS)和方块电阻(Rs)都呈现先增后减再增的现象;而薄膜的光学透射率则是先减后增再减。由于ZnO比In2O3更容易在HCl溶液中进行腐蚀,使得样品经腐蚀后出现孔洞结构,孔宽与孔深都随着腐蚀时间的增加而增大,这种具有纳米孔洞结构的透明导电薄膜在未来的光电子器件有潜在应用。

基于溶胶-凝胶法制备的ZnO膜系在紧凑型荧光灯制造工艺中的应用

作为民用第三代新光源的紧凑型荧光灯,即节能灯,是照明光源的发展方向之一.但由于其发光原理导致的较强紫外线辐射却一直是一个危害人类健康的因素.为此提出了采用溶胶-凝胶法在节能灯灯管内表面上制备ZnO薄膜,用于替代现在节能灯制造工艺中普遍使用的Al_2O_3膜.通过对其晶体结构及光学特性进行测试表征,结果表明:前者在紫外波段完全吸收,而在可见光波段的透过率与后者相当.这些特性为生产具有优良紫外防护功能的基于ZnO膜层节能灯打下了良好的基础.

Sb_2O_3掺杂对ZnO薄膜光吸收性能的影响

采用RF磁控溅射技术制备了Sb2O3掺杂ZnO薄膜,通过X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见光(UV-Vis)分光光度计研究了Sb2O3对ZnO薄膜结构和光吸收性能的影响。结果表明:Sb2O3的掺杂影响了ZnO的原子和电子状态、晶粒的生长方式和光吸收性能。薄膜中Sb以多种形态存在:替位原子和化合物(Sb2O3、Zn7Sb2O14)等,ZnO呈混晶方式生长;随着Sb含量的增加,其引起的晶格畸变和次晶相的含量逐渐增加;掺杂薄膜在远紫外(UVA)波段的吸收显著增强,UV吸收峰变窄,强度增大,吸收边变得陡峭且向短波方向移动达5 nm,在Vis波段的吸收有所增强。

透明导电氧化物薄膜的研究进展

综述了TCO薄膜的研究进展和应用前景。ITO薄膜是目前应用最广泛的薄膜,AZO薄膜是研究的热点,具有替代ITO薄膜的潜能。TCO薄膜因具有优异的光电性能而被应用在各种光电器件中,例如,平面液晶显示器,太阳能电池等。随着TCO薄膜制备方法的不断改进、成熟以及聚合物基TCO薄膜的开发,TCO薄膜将具有更广阔的应用和发展空间。

温度对ZnO/Al_2O_3(0001)界面的吸附、扩散及生长初期模式的影响

构建了一个ZnO沉积在α-Al2O3(0001)表面生长初期的模型,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法进行了动力学模拟.发现在400,600和800℃的条件下界面原子有不同的扩散能力,因此温度对ZnO/α-Al2O3(0001)表面界面结构以及ZnO薄膜生长初期模式有决定性的影响.在整个ZnO吸附生长过程中,O原子的扩散系数大于Zn原子的扩散系数,O原子的层间扩散对薄膜的均匀生长起着重要作用.进一步从理论计算上证实了ZnO在蓝宝石(0001)上两种生长模式的存在,400℃左右生长模式主要是Zn螺旋扭曲生长,具有Zn六角平面对称特征,且有利于Zn原子位于最外表面.600℃左右呈现为比较规则的层状生长,且有利于O原子位于最外表面.模拟观察到在ZnO薄膜临近Al2O3基片表面处,Zn的空位缺陷明显多于O的空位缺陷.

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO：B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。