磁控溅射制备In掺杂ZnO薄膜及NO_2气敏特性分析

利用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上成功制备了In掺杂的ZnO(ZnO∶In)薄膜。X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)的研究结果显示所制备的ZnO∶In为纤锌矿的多晶薄膜,具有高度C轴择优取向。气敏研究结果表明ZnO∶In薄膜对NO2气体有较强的敏感性,最佳工作温度为273℃,其敏感度与薄膜的厚度和NO2气体的体积分数有关。ZnO∶In薄膜对较高体积分数的NO2气体的灵敏度较高,而薄膜比厚膜的灵敏度高,厚度为90 nm的薄膜在273℃时对体积分数为2×10-5的NO2气体的敏感度高达16,表明ZnO∶In薄膜具有检测较低体积分数NO2的能力。

In掺杂ZnO透明导电薄膜光电性质的研究

采用射频磁控溅射技术成功制备出无掺杂和In掺杂的ZnO透明导电薄膜。研究了In掺杂对薄膜的结构和光电性能的影响。结果表明,In掺杂有利于提高ZnO薄膜结晶度,使薄膜表面更加致密平整;由于In3+替代了Zn2+,提供了大量的剩余电子,使薄膜的导电性质得到了很大的提高,所得薄膜的最小电阻率为4.3×10-3Ω.cm。制备的ZnO薄膜在可见光范围的透过率达到了85%,In的掺杂对透光率的影响不大。

射频磁控溅射制备的ZnMgO薄膜结构和光学性能

采用射频磁控溅射法,在石英衬底上制备了Zn1-xMgxO(x=0.00～0.16)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计和光致发光(PL)光谱等分析了薄膜的结构、形貌和光学特性。结果表明:当x≤0.10时薄膜保持六角纤锌矿结构,而x=0.16时已出现MgO立方相;所有薄膜晶粒大小均匀,在100～150 nm之间;透光率在80%以上;薄膜带隙Eg与Mg含量呈线性关系;薄膜PL谱由较弱的紫外发光峰和较强的可见发光带组成,随Mg含量的增加紫外发光峰蓝移。