Sol-Gel法制备ZnO:Cd薄膜及结构特性研究

采用Sol—Gel法，结合旋转涂覆技术在Si（100）衬底上制备了ZnO：Cd薄膜，并对其在600～800℃热处理。X-射线衍射仪（XRD）结果表明，ZnO：Cd薄膜具有与ZnO同样的六角纤锌矿结构，且随着热处理温度的升高，（002）衍射峰的强度逐渐增强。峰半高宽（FWHM，ZnO（002））不断减小，并沿c轴择优取向生长；Cd掺杂后，未出现CdO或其他镉化物等杂质相，但在（002）峰-峰顶出现了分叉（多峰）现象。随着退火温度的升高，多峰消失，但这方面的报道甚少。扫描式电子显微镜（SEM）显示ZnO：Cd晶粒粒径分布情况及表面形貌特征。以石英为基片的透射光谱实验计算表明，ZnO：Cd薄膜的禁带宽度平均为3．10eV；800℃，x（Cd）=8％样品的禁带宽度为2．80eV，比纯ZnO晶体禁带宽度（3．30eV）明显减小，这说明适度掺镉可降低薄膜的光学禁带宽度。

Sol-gel法制备ZnO:Cd薄膜及性能研究

采用Sol-gel法使用旋转涂覆技术在Si(100)基片上生长了ZnO:Cd薄膜。XRD结果表明:ZnO:Cd薄膜具有与ZnO一样的六角纤锌矿结构,随热处理温度的升高,(002)衍射峰强度逐增,FWHM减小,并沿c轴择优取向生长;透射光谱实验表明:以石英为基底,适度掺镉可降低薄膜的禁带宽度Eg,特别是在800℃、8%Cd条件下,Eg=2.80eV,与纯ZnO的禁带宽度3.30eV相比,明显降低了光学禁带;光致发光谱(PL)实验表明:在吸收边附近均有较强的紫外发射峰,且随热处理温度升高呈规律的变化;电阻率测定表明:掺镉使薄膜导电性增强。

ZnO:Cd薄膜光学性能的研究

本文以载玻片、石英为基底,采用控制掺杂方法,制备了ZnO:Cd薄膜,通过热处理方法获得了优良性能的ZnO:Cd薄膜。研究分析了镉浓度为2%-10%时ZnO薄膜的透射光谱。结果表明,有较强的紫外发射峰,但没有深能级发射,未出现其它的发射峰,说明ZnO:Cd薄膜在紫外线区的发射占主导地位,表明带间跃迁占主导地位。

溶胶-凝胶旋涂法制备ZnO∶Cd薄膜

溶胶-凝胶法是一种有效制膜技术,以二水合醋酸锌Zn(CH3COO)2.2H2O为前驱体,以乙二醇甲醚CH3OCH2CH2OH为主要溶剂,以乙醇胺C2H7NO作为稳定剂制备溶胶溶液。将滴有此溶胶溶液的基片放入旋转涂覆机旋转,再在表面滴入氯化镉(CdCl2.2.5H2O)溶液,然后对基片进行热处理。经X-射线衍射测量,发现随着温度升高,(002)峰晶面衍射逐渐增强。当退火温度为800℃,可以获得沿c轴择优较好的ZnO∶Cd薄膜。

ZnO:Cd薄膜电学性能的研究

ZnO是一种宽禁带半导体材料,它是高阻材料。为了增强ZnO薄膜的导电性能,采用Sol-gel法,结合旋转涂覆技术在Si(100)衬底上制备了ZnO∶Cd薄膜,掺镉浓度分别为2%～10%。各种浓度的样品以金(Au)作电极做成叉指电极,并用绝缘电阻测试仪对掺镉后ZnO∶Cd进行表面电阻率的测试。根据测试结果对所制备的ZnO∶Cd薄膜的电学性能进行了分析。分析表明采用掺杂方法,制备ZnO∶Cd薄膜并进行热处理,大大降低了电阻率,从而增强了ZnO∶Cd薄膜的导电性能,优化了工艺参数。