Sn掺杂量对Sn-Mg共掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

采用超声喷雾热解法在石英衬底上制备了Sn-Mg共掺的ZnO纳米薄膜.借助X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),光致发光谱(PL谱),紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和伏安特性曲线(I-V)等测试手段研究了Sn掺杂量的改变对薄膜的结构、形貌和光电性能的影响.结果表明,适量的Sn掺杂可以提高薄膜的表面形貌和光电性能.随着Sn掺杂量的增加,薄膜的(101)衍射峰强度、紫外发光峰、透过率和导电率都是先增加后减小,带隙能量值从3.350eV增加到3.651eV,并且平均透过率均在80%~87%之间.当Sn掺杂量为0.004时,薄膜结晶质量最好,表面最致密,晶粒大小最均匀,紫外发光峰强度最大,导电率最高.

沉积时间对Sn-Mg共掺ZnO薄膜光电性能的影响

采用超声喷雾热解法在石英玻璃衬底上,在衬底温度为440℃,喷嘴到衬底距离为4 cm,掺杂原子(Zn∶Mg∶Sn)比例为97.6∶2∶0.4,载气流量为0.8 L/min的固定条件下,制备了不同薄膜沉积时间(5 min、7 min、9 min、11 min)的Sn-Mg共掺的ZnO薄膜。并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光谱(PL)、紫外可见分光光度计(UV-VIS)、薄膜测厚仪(SCG-10)和伏安特性曲线(I-V)对薄膜的结构、表面形貌、发光性能、透过率、膜厚和电学性能进行了一系列表征。当沉积时间为7 min时,XRD表明,薄膜的(101)峰强度最大,择优取向明显。SEM图显示薄膜表面致密光滑,颗粒均匀,尺寸最大且形貌最佳。PL谱在372 nm处的发射峰强度最大,峰形最尖锐,所有薄膜的透过率在可见光区域都超过了80%,表现出了很好的光透过性能。从薄膜的I-V特性曲线可计算出此时的电阻最小,导电性能最佳。