GaN衬底上ZnS纳米薄膜的结构、光学和电学特性

采用脉冲激光沉积技术在GaN衬底上制备了ZnS纳米薄膜。通过XRD和SEM对薄膜结晶情况和截面结构进行了表征,并测量了ZnS纳米薄膜的透射光谱和ZnS/GaN异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线。ZnS纳米薄膜在可见光区的透过率较高,平均透过率在80%以上,经过退火处理,透过率增大。Ⅰ-Ⅴ特性曲线表明,ZnS/GaN形成了异质结,具有和普通二极管相似的整流特性。在正向偏压下电流随着电压的增加而增大。退火处理后异质结的导通电压减小。这些特性表明,ZnS纳米薄膜在无人机载传感器和航空电子系统中的光电二极管、光电探测器、光伏电池等领域有着潜在的应用价值。

双靶溅射法制作的ZnS:TbOF薄膜电致发光绿色显示板

本文研究了双靶射频磁控溅射装置,能重复制作明亮的 ZnS∶TbOF薄膜电致发光绿色显示板。ZnS 和 Tb 由各自的靶进行溅射,基片在这两靶间运动。这种设计导致 ZnS 厚度及 Tb 掺杂浓度优良的可控性。已研制出 TbOF 靶以形成有效的 TbOF 络合物中心来提高亮度,并采用 Ar/He 混合气避免了对 ZnS 基质的溅射损伤。已研制成640×200薄膜电致发光绿色显示板样机,证明了本装置的大面积生产能力。根据 ZnS∶TbOF 和 ZnS∶Mn 激活层横向排列,也已制成薄膜电致发光多色显示板。

溅射ZnS:TbOF薄膜绿色电致发光器件

用二极射频溅射法制作了ZnS:TbOF薄膜绿色交流电致发光器件,研究了溅射条件和掺氧对器件性能的影响,发现在发光层中同时掺氧可以改善器件性能.

空气退火对ZnS薄膜结构和光学特性的影响

采用X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光等技术研究了空气退火对ZnS薄膜的结构和光学特性的影响。薄膜在500℃以下退火后结晶质量得到改善,仍呈ZnS立方相结构。退火温度达到550℃时,薄膜中出现ZnO六方相结构。薄膜退火后,大气中的氧掺入薄膜中,出现ZnS-ZnO复合层。随退火温度升高,薄膜晶粒尺寸增大,透过率增加,带隙逐渐接近ZnO带隙。薄膜光致发光结果表明,复合层内ZnS和ZnO绿色发光的叠加替代了来自ZnS缺陷能级间的绿色发光。

热处理对电沉积制备ZnS薄膜物相组成及光学性能的影响

采用电沉积方法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上沉积了ZnS薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光(UV-VIS)分光光度计对薄膜的微结构和光学性能进行了表征,研究了热处理条件对薄膜的相组成和光学性能的影响。结果表明:电沉积制备的ZnS薄膜呈非晶态,并且含有单质Zn。硫化热处理可以改善薄膜的结晶状况,减少杂质Zn的含量。硫气氛中450℃热处理4 h之后,薄膜中单质Zn全部反应生产ZnS,得到了纯的ZnS薄膜。没有经过热处理的薄膜,其可见光透射率在70%左右,热处理后薄膜样品的透射率降低,在硫气氛中热处理4 h的样品,其可见光透射率最低,为50%左右,热处理条件对薄膜样品的禁带宽度值基本没有影响。

不同络合剂对化学水浴法制备ZnS薄膜性能的影响

研究了不同络合剂对化学水浴法制备太阳电池用ZnS薄膜性能的影响。研究指出,在相同的浓度下以EDTA为络合剂时,由于其对锌离子的络合能力最强,无法生成ZnS薄膜,而以肼与柠檬酸钠为络合剂时,成功制备成ZnS薄膜。结果还表明,采用柠檬酸钠为络合剂,在搅拌条件下制备出的ZnS薄膜适用于CIGS太阳电池的过渡层。最后实验利用FE—SEM、XRD、紫外—可见光吸收谱,透射谱和反射谱研究了ZnS薄膜的性能。

pH值对电沉积法制备ZnS光学薄膜影响的研究

采用阴极恒电压法在ITO导电玻璃上沉积了ZnS薄膜,并用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及紫外/可见/近红外光谱仪对薄膜的结构和性能进行了表征,研究了pH值对薄膜的相组成、显微形貌以及光学性质的影响。结果表明:在pH=4,沉积时间为20 min,沉积电压为2 V,加入柠檬酸钠作络合剂的情况下,得到沿(200)晶面生长的立方相ZnS薄膜,薄膜组成均匀而致密,随pH值增加,禁带宽度降低。

硅太阳电池用MgF2/ZnS双层减反射薄膜的制备及表征

采用真空热蒸发技术,制备出了性能优良的MgF2/ZnS双层减反射薄膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对薄膜的形貌以及结晶形态进行分析,采用椭圆偏振仪测试薄膜的折射系数及厚度,利用反射谱对双层减反射薄膜的减反射性能进行了表征。研究表明:衬底温度为200℃时薄膜附着力、结晶态良好;蒸发速率影响薄膜的表面形态;MgF2/ZnS厚度为110 nm/35 nm时具有最佳减反射效果。

PLD法在c面蓝宝石衬底上制备纤锌矿ZnS外延薄膜

采用脉冲激光沉积方法以ZnS为靶材c面蓝宝石为衬底制备了一系列的ZnS薄膜,并采用四圆单晶衍射仪研究了薄膜的晶体结构及其与衬底的取向关系。首先研究了沉积温度对ZnS薄膜质量的影响,结果表明,所有制备的ZnS薄膜均为六方纤锌矿结构;在衬底温度为750℃时所制备的薄膜具有较好的晶体质量,并表现出与蓝宝石衬底明确的外延关系[ZnS(001)∥Al_2O_3(001)且ZnS(110)∥Al_2O_3(110)]。进一步研究了在750℃下加入不同厚度的ZnO缓冲层对于ZnS薄膜晶体质量的影响,结果表明在沉积ZnS薄膜前先沉积一层ZnO薄膜缓冲层可以进一步有效提高ZnS薄膜的晶体质量和面外取向性,其中在沉积时间为2min的ZnO缓冲层上制备的ZnS外延薄膜晶体质量最好,其(002)面摇摆曲线半高宽为1.35°。本文结论对于研究ZnS薄膜制备光电器件具有重要的意义。

退火温度对电子束蒸发的ZnS薄膜性能的影响

为了获得光电性能好的ZnS窗口层薄膜,采用电子束蒸发法在玻璃基片上沉积ZnS薄膜,研究退火温度（200－500℃）对ZnS薄膜的结构和光电性能的影响。结果表明：所制备的薄膜均为闪锌矿结构的β-ZnS多晶薄膜,导电类型为n型。随着退火温度的增高,薄膜结晶度和光电性能都变好。但是,当退火温度过高（500℃）时,薄膜的半导体特性反而变差。退火温度为400℃时,ZnS薄膜的性能最佳,此时薄膜的透过率较高;电阻率较低,为246.2Ω·cm。

ZnS薄膜的制备及性能研究

用射频溅射法在Si基片和石英基片上分别制备了490nm厚的ZnS薄膜,并在不同温度下进行退火处理。微结构分析表明：退火后的ZnS薄膜均呈多晶状态,晶体结构为立方闪锌矿结构的β-ZnS；随着退火温度的升高,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大,由20℃的10．91nm增大到500℃的15．59nm,晶格常数在不同退火温度下均比标准值0．5414nm稍小。应力分析表明：退火后的ZnS薄膜应力减小,400℃时分布较均匀,平均应力为1．481×10^(?)Pa,应力差为1．939×10(?)Pa。且400℃前为张应力,400℃以后转变为压应力。光学分析表明,随着退火温度的升高,ZnS薄膜的透过率增强,吸光度减弱。

聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜的制备及其荧光性能研究

以两性齐聚物(聚马来酸十六醇酯,PMAH)为修饰剂,利用相转移的方法将油溶性的CdSe/ZnS量子点转移至水中,制备出高量子产率、高稳定性的水溶性CdSe/ZnS荧光量子点.随后将PMAH修饰的水溶性量子点分散到聚丙烯酸(PAA)乳液中,采用旋转涂膜的方法制备了透明的聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜,在紫外灯的照射下薄膜发出明亮的红色光.利用XPS对复合薄膜的表面结构进行了表征.随后对膜的光致发光性能和薄膜在黑暗的环境中对紫外光的耐受性进行了系统的研究,发现复合薄膜的荧光强度随着薄膜厚度和薄膜中纳米晶浓度的增加而线性增强,薄膜在紫外光照射800h后仍然保持了很高的荧光强度,量子产率仅仅损失了5%。

纳米ZnS∶Mn^(2+)薄膜荧光增强动力学研究

利用有机溶胶方法制备了纳米ZnS∶Mn2 + 颗粒并将其分散在PVB薄膜中 ,观察到紫外辐照荧光增强的现象且增长倍数高于以前的报道。利用激发和发射光谱等手段对荧光增强的动力学过程进行了研究。认为纳米ZnS中元激发向Mn2 + 离子和表面态的能量传递是两个互相竞争的过程 ,紫外光辐照使表面态数目减少从而使Mn2 + 的发光增强 ,辐照后ZnS基质的 1P能级对Mn的激发更为有效。该样品在太阳光辐照下有相同的增强效应 。

蒸镀法制备ZnS光学薄膜研究

采用真空蒸镀法在Si(111)基板上制备了ZnS光学薄膜,并系统研究了蒸发温度、沉积时间、基板距蒸发源的位置等因素对所制备薄膜物相及显微结构的影响。用X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)对制备的薄膜进行了表征。结果表明:制备薄膜的物相主要以β-ZnS闪锌矿(Sphalerite)为主,并有少量的α-ZnS纤锌矿(Wurtzite),薄膜具有(111)结晶取向的生长特征。当沉积温度为1200℃时,所制备薄膜的结晶性能较好,随沉积时间延长,薄膜的结晶性能降低。

化学浴沉积法制备ZnS薄膜

太阳能薄膜电池的ZnS缓冲层一般是采用化学浴沉积法制备。制备ZnS缓冲层过程中,采用氨水为主络合剂,水合肼为辅助络合剂,通过添加少量的分散剂丙三醇,调节沉淀团簇的大小,改善ZnS薄膜质量。薄膜结构和表面组织形貌分别采用X射线衍射仪测试和高性能光学显微镜观察。研究结果表明:在优化配方(ZnSO40.007 5 mol/L;SC(NH2)20.007 5 mol/L;氨水0.44 mol/L;水合肼0.3 mol/L)下,反应温度75℃和沉积时间60m in时,得到的缓冲层光亮、平整。XRD衍射分析结果表明缓冲层主要成分为ZnS,存在少量Zn(OH)2。

ZnS薄膜脉冲激光沉积及其发光特性

综述了ZnS的发光机制 ,脉冲激光沉积 (PLD)制备薄膜的原理、特点 ,分析了在用PLD制备ZnS过程中各主要沉积条件对成膜质量的影响 ,展望了ZnS薄膜的应用前景。

化学水浴沉积CIGS太阳电池缓冲层ZnS薄膜的研究

在含有ZnSO4、SC(NH2)2、NH4OH的水溶液中采用CBD法沉积ZnS薄膜,研究了沉积时间、水浴温度、搅拌等工艺条件对沉积薄膜的影响。薄膜的厚度与搅拌的强度有很大关系,表明扩散传质是薄膜生长的控制步骤。XRF和XRD测试表明沉积的薄膜中含有ZnS和Zn(OH)2,SEM测试表明薄膜颗粒大小相近,但不致密。随着沉积时间的增加,薄膜厚度增加,透过率减小。当前采用CBD-ZnS薄膜制备的无镉CIGS太阳电池转换效率达到8.54%。

沉积电位对电沉积ZnS薄膜的影响

采用电沉积方法,在不同沉积电位条件下,在氧化锡铟(ITO)导电玻璃上沉积制备了ZnS薄膜,利用XRD、SEM和UV-VIS测试技术对在不同沉积电位所制备薄膜的晶相结构、表面微观形貌和光学性能进行了表征.研究结果表明:沉积电位在1.5V—1.7V范围内制备的ZnS薄膜呈非晶态,其可见光透过率从60%降低到20%,薄膜的光学带隙约为3.97eV.在沉积电位为2.0V条件下所沉积薄膜为ZnS结晶相和金属Zn混合相,薄膜透过率显著降低.

真空热蒸发制备ZnS薄膜及其特性的研究

用真空热蒸发在不同衬底温度下制备了ZnS薄膜,利用X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDAX)、紫外可见分光光度计(UV-vis)和原子力显微镜(AFM)研究了ZnS薄膜的晶体结构、成分、光学性能和形貌,分析了衬底温度对ZnS薄膜结构与光学特性的影响。结果表明,所制备的ZnS薄膜呈立方闪锌矿结构,衬底温度为300℃所制备的ZnS薄膜原子比(S/Zn)为0.95/1;薄膜表面均匀致密,呈多晶态,晶粒尺寸为18.2nm;在可见区有好的透射性能,光学禁带宽度为3.82eV。

基于ZnS纳米粒子的有机凝胶荧光薄膜的制备及其传感性能

本文首先采用油水界面法制备发光纳米ZnS粒子,再通过物理混合法,将其分散在溶有小分子胶凝剂的有机溶液中,流延于玻璃基质表面,得到ZnS荧光薄膜。实验结果表明,ZnS纳米粒子的平均粒径大小约为200 nm,具有立方晶型结构,并且在杂化薄膜中具有良好的分散性;胶凝剂形成的网络结构对ZnS纳米粒子具有良好的限域效应,表现为稳定的发光性能;气敏实验表明,该杂化膜对挥发性有机单胺和二胺具有灵敏的选择性传感作用;且其灵敏度随着杂化薄膜中ZnS担载量的增大逐渐提高;可逆性实验表明该薄膜对乙二胺蒸汽具有良好的可逆响应性。