溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的特性研究

采用Sol-gel法,在普通载玻片上使用旋转涂覆技术生长了具有c轴择优取向生长的ZnO薄膜。用热分析、XRD、SEM等手段对薄膜样品进行了表征。热分析结果表明:二水醋酸锌-乙醇胺-乙二醇甲醚体系Sol-gel的热分解过程与纯二水合乙酸锌的分解过程大相径庭。ZnO薄膜的Sol-gel分解趋于在较窄的温度范围内一步完成。在Si(111)衬底和玻璃衬底上生长了ZnO薄膜,都表现出明显的c轴择优取向生长。对比了不同涂覆层数对ZnO薄膜结构及表面形貌的影响,ZnO薄膜的c轴择优取向生长特性随着涂覆层数的增加而减弱,这是由于ZnO薄膜的生长模式由层状生长向岛状生长转变所致。ZnO薄膜在可见光范围的透光率超过85%。

溶胶-凝胶法生长(002)高度择优取向的ZnO∶Al薄膜

采用溶胶-凝胶法在石英衬底上制备了高度择优取向的ZnO∶Al薄膜。用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分别对薄膜结构和形貌进行了表征,用紫外-可见透射光谱和四探针研究了薄膜的光电性能。结果表明：制备的ZnO∶Al薄膜为六角纤锌矿结构,且具有明显的c轴择优取向;Al离子的掺杂浓度和退火温度对薄膜的结构、光电性能有一定的影响,薄膜在可见光区的光透过率为80%~95%;Al的掺杂浓度为1%样品在600℃下空气中退火1h后,薄膜最低的电阻率为7.5×10-2Ω.cm。

溶胶-凝胶法制备c轴取向生长ZnO薄膜

采用sol-gel法,在普通载玻片上使用旋转涂覆技术生长了具有c轴择优取向生长的ZnO薄膜。采用热分析、XRD、SEM等手段对薄膜样品进行了表征。热分析结果表明,二水醋酸锌-乙醇胺-乙二醇甲醚体系sol-gel的热分解过程与纯二水合乙酸锌的分解过程大相径庭。ZnO薄膜的sol-gel分解趋于在较窄的温度范围内一步完成。样品在XRD图谱中表现出明显的c轴择优取向。此外,SEM照片也表明:ZnO薄膜样品中间区域和边缘区域的表面形貌相差甚远。探讨了预热处理温度、退火温度等工艺条件对ZnO薄膜的结构性能的影响,最佳的预热处理温度被认为在ZnO相完全生成温度附近。

ZnO薄膜的择优取向生长

ZnO薄膜是一种具有广泛用途的材料,近来成为了研究的热点。高度c轴择优取向是优质ZnO薄膜的重要特点。在已开发的众多生长技术中,磁控溅射、金属有机物气相沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、电子束反应蒸镀法是生长出高度c轴择优取向优质薄膜的主要方法。介绍了这些方法及其研究进展,同时介绍了目前ZnO薄膜主要研究方面。

RF反应溅射法制备高度取向生长的透明多晶ZnO薄膜

采用 RF反应溅射法在普通玻璃衬底上制备了具有良好 c轴取向性的透明多晶 Zn O薄膜 .由 X射线衍射技术 (XRD)分析了样品结构与沉积条件的关系 .溅射气体中 O2 分压比 R(PO2 /PAr)和衬底温度 Ts 对 Zn O薄膜的结构有显著和相似的影响 ,达到最佳点之前 ,这两个参数与Zn O薄膜质量是正相关的 ,随后薄膜质量随 R和 Ts 的增大而急剧下降 .在最佳沉积条件下得到的样品 XRD谱中只有 (0 0 2 )一个衍射峰 ,此衍射峰半高宽 (FWHM)仅为 0 .2 0°,由此计算得到晶粒大小为 4 2 .8nm.同时还发现所有薄膜中都有垂直于 c轴的压应变存在 ,并且随着衬底温度的升高而减小 .由薄膜折射率数据计算得到的薄膜堆积密度达到 97% ,在 30 0～ 10 0 0 nm波长范围内样品的平均透过率达到 92 % 。

真空蒸发法择优定向生长ZnO薄膜

研究了 ( 0 0 2 )向择优生长 Zn O薄膜。利用真空蒸发法制备 Zn O薄膜 ,衬底材料是镜面抛光石英片。实验结果表明 ,用此方法可获得高度择优定向生长的 Zn O薄膜 ,氧化退火温度对Zn O薄膜的结构有重要影响。

退火过程对c轴择优取向的ZnO薄膜光学性质的影响

利用溶胶凝胶法在石英衬底上采用旋涂法制备出ZnO薄膜,通过X射线衍射仪发现不同的退火温度对ZnO薄膜的择优取向有很大影响;通过紫外可见分光光度计和室温发光谱可以看出,制备的薄膜有很好的光学透过性和很强的紫外发光特性,而不同的退火温度对其光学性质有很大的影响。实验发现采用此种方法在650℃左右退火是一个合适的退火温度,结构特性和光学性质都相对较好;采用热分析方法可知ZnO将在375℃左右从非晶转向结晶状态,因而在常规ZnO薄膜制备方法中增加一步500℃的热处理将有助于提高ZnO薄膜的结晶质量。

Influence of growth time on crystalline structure,conductivity and optical properties of ZnO thin films

This paper examines the growth of ZnO thin films on glass substrate at 350 ℃ using an ultrasonic spray technique. We have investigated the influence of growth time ranging from 1 to 4 min on structural, optical and electrical properties of ZnO thin films. The as-grown films exhibit a hexagonal structure wurtzite and are （002） oriented. The maximum value of grain size G = 63.99 nm is attained for ZnO films grown at 2 min. The average transmittance is about 80%, thus the films are transparent in the visible region. The optical gap energy is found to increase from 3.26 to 3.37 eV with growth time increased from 1 to 2 min. The minimum value of electrical resistivity of the films is 0.13 Ω.cm obtained at 2 min. A systematic study on the influence of growth time on the properties of ZnO thin films deposited by ultrasonic spray at 350 ℃ has been reported.

Bi_4Ti_3O_(12)薄膜的取向生长及其电性能研究

采用Sol-Gel工艺,在快速退火的工艺条件下制备了Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了退火温度及时间、薄膜厚度对Bi4Ti3O12薄膜的取向生长行为及其铁电性能、漏电流的影响,探讨了Bi4Ti3O12薄膜取向生长的微观机制.结果表明:退火温度显著影响薄膜的c轴取向生长,其(00l)晶面的取向度F=(P-P0)/(1-P0)由550℃的0.081增加到850℃的0.827,退火时间对其(00l)晶面的取向度也有较大影响;经750℃以上温度退火处理的Bi4Ti3O12薄膜呈高度c轴取向,对铁电性能有较明显的削弱作用;薄膜的漏电流密度随退火温度升高而增大,但薄膜的c轴取向生长有利于减缓漏电流密度的增长.