氧分压对直流磁控溅射制备ZnO：Ga透明导电薄膜特性的影响

通过直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了掺镓ZnO(znO:Ga)透明导电薄膜,研究了氧分压对ZnO:Ga透明导电薄膜结构和电光学性能的影响.X射线衍射结果表明所制备的薄膜具有c轴择优取向的六角多晶结构.ZnO:Ca透明导电薄膜的晶粒尺寸强烈依赖于氧分压的大小,随着氧分压的增大薄膜的晶粒尺寸先增大后减小,在氧分压为0.30 Pa时沉积的ZnO:Ga薄膜半高宽最小,晶粒尺寸最大.薄膜的电阻率随着氧分压的增大先减小后增大,沉积薄膜的最低电阻率可达3.50×10^(-4)Ω·cm.此外,所有ZnO:Ga薄膜在可见光范围内的平均透射率均超过90%.

ZnO：Ga晶体对硬X射线的时间及能量响应

介绍了ZnO：Ga晶体对重复频率快脉冲硬X射线的时间响应，利用X射线荧光分析仪测量了ZnO：Ga晶体对10～100keV硬X射线的能量响应。结果表明：ZnO：Ga晶体对硬X射线响应的上升时间为316ps，半高宽为440ps；对40keV以上的X射线的能量响应很平坦。该晶体可以作为一种新颖的硬X射线探测元件。

水热法生长ZnO：Ga晶体过程及性能研究

采用水热法于36#水热反应釜中在四种条件下制备了ZnO:Ga晶体,对比了四种参数条件下晶体的生长速度及生长质量,深入分析了过快生长速度工艺下晶体产生微孔的原因。在D工艺条件下(4MKOH+0.25M LiOH+1.25mlH_2O_2,360-340℃)获得了生长速度适宜、高质量的ZnO:Ga单晶,晶体最大尺寸达到32.36mm×27.46mm×5.52mm。Ga:ZnO晶体的生长习性为形成一个单锥六棱具有显露p锥面即(101-1)和负极面(0001-)的柱体,而柱显露m面(101-0)发生退化。测试ZnO:Ga晶体的双晶摇摆曲线显示晶体具有优良的结晶质量,其中+c[002]晶面的FWHM为11arc sec,而-c晶面的结晶质量略低于+c方向,FWHM为17arc sec。较之纯ZnO晶体,Ga:ZnO晶体在750nm处透过率曲线开始下降,其在大于750nm波长的可见及红外光区的特异吸收性能将具有广泛的应用前景。

磁控溅射制备柔性衬底ZnO:Ga透明导电膜研究

室温下,采用磁控溅射方法在有机柔性衬底聚酰亚胺(PI)表面制备出ZnO:Ga透明导电薄膜,研究了薄膜的结构及光电性能,其附着性良好,电阻率为9．1×10-4Ω·cm,可见光透过率为 85％。

ZnO:Ga晶体对质子的响应

对ZnO:Ga晶体进行质子辐照实验研究,得到对脉冲质子的响应波形和发光强度随质子能量的变化关系,并对实验现象和结果进行了分析。结果表明,该晶体对质子束具有很好的响应特性,与快速光电探测器相结合,可作为反冲质子探测元件,用于脉冲中子探测。

溅射功率对ZnO:Ga薄膜的结构和光电性能的影响

采用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnO：Ga薄膜,并使用XRD、SEM、UV-VIS和霍尔测试仪等测试手段分析研究了不同功率对ZnO：Ga薄膜的结构以及光学和电学性能的影响。实验结果表明：制备的ZnO：Ga薄膜为六角纤锌矿结构,且具有明显的C轴择优取向;随着溅射功率逐渐从100W增加到175W,玻璃衬底上薄膜的结晶程度越来越高,当溅射功率超过175W时,结晶强度减弱;在可见光范围内,薄膜样品的透过率均达到84%以上,具有良好的透光性能;同时我们发现实验制得的薄膜导电率随着溅射功率的增加而加强。

掺Ga对ZnO电子态密度和光学性质的影响

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波赝势方法,研究了掺Ga对纤锌矿ZnO电子态密度和光学性质的影响.从晶体配位场理论分析了掺Ga前后ZnO的成键情况及态密度的变化.计算得到掺Ga后电子浓度为2.42×1021cm-3,ZnO的载流子浓度提高了104倍.比较分析掺Ga前后ZnO的介电函数、复折射率、吸收光谱和反射光谱可得,ZnO光吸收边向高能端移动,光学带隙增大.在可见光区,ZnO光吸收系数与反射率减小,光透过率显著提高,使ZnO:Ga成为理想的透明导电材料.

Properties study of ZnO:Ga crystal on pulsed radiation detections

In this paper, properties on pulsed radiation detections of ZnO：Ga crystal grew by a magnetron sputtering method were studied. The time response to pulsed laser, pulsed hard X rays and single α particles, the energy response to pulsed hard X ray, the scintillation efficiency to γ rays, the response to pulsed proton, and the relations of the light intensity varied with the proton energy were measured and analyzed in detail. Results show that the ZnO：Ga crystal has potential applications in the regime of pulse radiation detection.

柔性衬底硅薄膜太阳电池中ZGO薄膜的应用

在室温下,采用孪生对靶直流磁控溅射工艺,在玻璃衬底上制备出高质量的Ga掺杂ZnO(ZnO:Ga)透明导电膜。研究了薄膜厚度对薄膜的结构、光学及电学特性的影响。制备的ZnO:Ga是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向。随着薄膜厚度的增加,衍射峰明显增强,晶粒增大。优化反应条件,薄膜的电阻率达到4.69×10-4Ω.cm,在可见光范围内平均透过率达到了85%以上。将不同厚度的ZnO:Ga薄膜(350～820 nm)在柔性聚酰亚胺衬底nip非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池中,随厚度的增加,电池的填充因子和效率都得到了提高,得到聚酰亚胺衬底效率7.09%的a-Si薄膜太阳电池。