Fe掺杂对ZnO薄膜的微结构与光学性质的影响

采用溶胶一凝胶法在石英玻璃衬底上制备了Fe掺杂的ZnO薄膜,研究了不同的Fe掺杂浓度对ZnO薄膜的微结构与光学性质的影响.利用x射线衍射分析了薄膜样品的晶向和晶相.利用原子力显微镜观测了薄膜样品的表面形貌,利用双光束紫外-可见分光光度计分析了znO薄膜样品的光学性质.实验结果表明:所有ZnO薄膜样品都是六角纤锌矿结构,ZnO晶粒沿c轴择优生长.质量分数为1%fe掺入之后,ZnO薄膜的C轴择优取向进一步增强,薄膜的晶化质量也得到进一步提高.当Fe的掺杂浓度高于1%时,ZnO薄膜(002)衍射峰的强度又降低了,这可能是由于Fe2+(x=2或3)和zn2+具有不同的离子半径,大量的Fe2+进入晶格取代Zn2+导致晶格严重畸变,从而影响了znO晶粒的正常生长.所制备的ZnO薄膜在可见光区都具有高的透射丰,由吸收边估算出来的ZnO薄膜的光学带隙表明:随着Fe的掺杂浓度的提高,光学带隙逐渐展宽.     

退火条件对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了退火温度对ZnO结构和光学性能的影响。实验发现,退火可以明显地改善ZnO薄膜的结构和光学性能。随着退火温度的升高,ZnO薄膜的晶粒增大,同时在室温下观察到明显的紫外发光现象,其紫外PL谱峰值变强,并有红移现象。     

TiO2修饰层对ZnO薄膜结构及发光性质的影响

为了增强ZnO薄膜的发光性能,采用溶胶-凝胶法分别制备3层ZnO基和6层ZnO基底上覆不同层数TiO₂修饰层的透明薄膜,利用X射线衍射仪、紫外-可见光分光光谱仪和荧光光谱仪对薄膜样品的晶体结构、光致发光性能和可见光透过率进行研究。结果表明:所有混合镀膜样品,其结晶性均受到阻碍,所得样品呈现出明显的非晶状态;TiO₂修饰层层数对ZnO薄膜的紫外发光强度有很大的影响,空气退火时3层基的TiO₂修饰层最佳层数为1层,6层基的最佳层数为3层,而真空退火时修饰层的最佳层数均为2层;ZnO薄膜紫外发光强度最多可增强近10倍;所有样品可见光波段平均透过率均达到80%以上,修饰层和退火方式对薄膜透过率影响不大。     

溶胶-凝胶法制备掺镧钛酸钡薄膜及其光学性质研究

以硝酸镧、醋酸钡、钛酸四丁酯为原料,采用溶胶一凝胶旋涂法制备掺La的钛酸钡薄膜,研究薄膜的晶体结构、表面形貌、紫外-可见光吸收性能及光学带隙。研究结果表明,纯钛酸钡和掺La钛酸钡薄膜均为单一四方钙钛矿结构,La3＋的引入可以使钛酸钡薄膜在可见光区的透过率和光学带隙有一定程度下降,而退火温度对掺镧钛酸钡薄膜光学带隙基本无...     

不同微观形貌的ZnO薄膜的制备及其表征

通过溶胶凝胶法在透明玻璃上制备了ZnO薄膜,分别采用XRD、SEM和AFM等分析方法对所制样品进行表征,分析了样品的结构特性。研究了络合剂及添加剂等因素对ZnO薄膜微观形貌的影响,并且考察了不同计量比下ZnO颗粒的富集程度、纳米线的对称程度差别,得到了致密粒子(0.7μm)和纳米线(0.5μm)的两种微观结构ZnO薄膜。研究表明,纳米线呈倒伏状分布在基体表面,并分析了对称分布的纳米线结构产生的机理。     

SiO2-MxOy系统镀膜玻璃的光学性质

在浮法玻璃上镀制了SiO2－MxOy（M=Ti,Fe－Mn,Co,Ni,Ag,Cu）薄膜。对样品的折射率、反射率、透过率和光吸收进行了测定,进而研究了镀膜玻璃的先学性质。     

沉积功率对多晶硅薄膜结构和光学性质的影响

采用等离子体化学汽相沉积(PECVD)方法在普通玻璃衬底上制备出多晶硅薄膜.研究了在不同沉积功率下的薄膜的沉积速率、晶相结构、吸收系数和光学禁带宽度.实验结果表明,沉积功率为140 W时薄膜沉积速率最大,达到7.8 nm/min.沉积功率为30 W多晶硅薄膜的晶粒较大,平均尺寸200 nm左右.沉积功率为100 W薄膜有较高结晶度,晶化率达到68%.薄膜样品在波长为500 nm的光吸收系数达到6×104 cm-1,在不同功率下样品的光学禁带宽度在1.70-1.85 eV之间变化.     

ZnWO4单晶衬底制备ZnO薄膜的发光性能

以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O为反应的前驱体,采用溶胶一凝胶法在ZnWO_4单晶衬底上制备出了具有良好光学特性的ZnO薄膜．通过理论计算和实验论证分析了ZnWO_4单晶作为制备ZnO薄膜的衬底材料的可行性．结果表明,ZnWO_4晶体的a晶面与ZnO晶体的c晶面晶格匹配很好,最佳方位晶格失配率只有0．83％,是制备ZnO薄膜的优良衬底．用波长325 nm光激发,薄膜在396 nm有较强的荧光发射．     

MgO薄膜的制备和二次电子发射性能的表征

以无机盐为原料,用溶胶-凝胶技术在S i(111)衬底上制备(100)取向M gO薄膜。镁硝酸盐的冰醋酸溶液加热回流转化形成的M g(CH3COO)2,与乙酰丙酮(A cA c)分子形成环状螯合物M g(CH3COO)2-x(A cA c)x可抑制M g2 离子的过度水解,经水解形成的M g(OH)2-x(A cA c)x羟基聚合形成镁的羟基簇状结构溶胶。丙三醇(GL)防止羟基镁过度聚合,聚乙烯醇(PVA)分子中强极性基团-OH和金属离子螯合或化学吸附,使镁的羟基簇状结构溶胶具有线状或网状结构,易于成膜。有机添加剂也会使M gO薄膜在热处理过程的热应力因薄膜塑性增强而降低。文中对形成的M gO薄膜的微结构、形貌等进行了分析,通过M gO薄膜二次电子发射系数γ值的测定,反馈M gO薄膜的性能,为提高PDP(p lasm a d isp lay panels)性能提供依据。     

掺杂ZnO薄膜的微结构及电学特性

用(ZnO)1－x(Al2O3)xx=w(Al2O3)=0、0.01、0.02、0.05）陶瓷靶材为原料，通过电子束反应蒸发生长了非故意掺杂及Al掺杂的ZnO（Al掺杂ZnO）薄膜.采用X射线衍射、Raman散射及霍尔效应技术研究了薄膜的晶体微结构及电学特性.结果表明，由（ZnO)1-x(Al2O3)x(x ≤ 0.02)的靶材生长得到的Al掺杂ZnO薄膜仍具有高度c-轴取向的纤锌矿晶体结构，但随着薄膜中Al掺入量的增加，其c-轴取向性有所退化；Raman光谱测量表明，Al掺杂ZnO薄膜的本征内应力随着Al掺入量的增加而增大，（ZnO)0.98(Al2O3)0.02薄膜中Al和Zn的原子个数比为6∶94，此时薄膜的内应力已接近饱和；Al掺杂ZnO薄膜的电阻率随着Al掺入量的增加呈现先减小后增大的特征，(ZnO)0.98(Al2O3)0.02薄膜具有最小的电阻率（7.85×10－4 Ω·cm），这归因于该类薄膜同时具有高电子浓度（1.32×1021 cm-3）和较高的电子迁移率（6.02 cm2/(V·s)）.     

锗硅薄膜的光学特性研究

GeSi薄膜的光学特性可以随内部组分的变化而变化,在光电子集成方面优于GaAs、InP等传统的发光材料,已引起了人们的广泛关注.采用等离子体CVD法在玻璃衬底上沉积GeSi薄膜,研究了不同生长条件下的样品的光学特性,从样品的紫外\|可见光反射谱和透射谱计算出光学带隙,发现随着Ge含量的增加,薄膜的光学带隙减小.并且研究了样品的光学带隙与温度的关系,当GeH4流量为4sccm时,薄膜的光学带隙随温度的升高有一个最小值,当GeH4流量为8sccm时,温度升高而薄膜的光学带隙基本不变.     

超声喷雾热分解制备ZnO薄膜及其光学性能的研究

以醋酸锌水溶液为前驱体,采用超声喷雾热分解方法在普通玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜,以X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和紫外-可见光分光光度计（UV—Vis）等手段对所得ZnO薄膜的晶体结构、微观形貌和光学性能进行了分析,着重考察了衬底温度、衬底与喷嘴之间的距离、生长时间对ZnO薄膜晶体结构和光学性能的影响。结果表明,衬底温度大于450℃,载气流量为4L／min,衬底与喷嘴之间的距离为6cm,生长时间为30min下所得的ZnO薄膜较好,衍射峰较强,表面均匀致密,在可见光区域透过率为80％以上。     

Mg2+掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

利用溶胶-凝胶法在(100)Si片和玻璃衬底上制备出Mg2 掺杂的ZnO(MgxZn1-xO)薄膜,研究了Mg2 掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响.XRD图谱表明,当x＜0.30时,MgxZn1-xO薄膜为纤锌矿结构,随着x值的增加,晶格常数c逐渐减小,a逐渐增大,但晶胞体积V几乎不变;当0.3≤x＜0.7时出现相分离;当x≥0.7时,MgxZn1-xO薄膜为MgO的立方相结构.紫外可见光透射光谱表明,Mg2 掺杂增大ZnO薄膜的禁带宽度,同时也提高可见光的透过率.     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜

采用了溶胶-凝胶工艺在普通的玻璃载玻片上成功地制备出具有c轴择优取向性、高的可见光透光率、平整均匀的氧化锌薄膜。通过XRD、AFM以及UV光谱仪等分析,其结果表明:所制备的氧化锌薄膜具有纤锌矿型结构,表面均匀致密,薄膜晶粒尺寸大约在40~90 nm,溶胶浓度增大时,其晶粒大小呈增大的趋势。随着涂膜层数的增加,薄膜的(002)方向的取向度增加。薄膜在可见光区的光透过率>85%,在近紫外光波段透射率急剧减小,对应的禁带宽度为3.34 eV。     

退火温度对锆酸铅薄膜光学性能的影响

用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上成功地制备了PbZrO3(PZ)薄膜．X射线衍射分析结果表明晶化好的PZ薄膜,是多晶钙钛矿结构．750℃晶化的薄膜,晶粒尺寸为30～50nm．用紫外-可见光分光光度计在波长200～900nm范围内,测量了不同温度退火的PZ薄膜的透射率,结果表明450、600、750℃退火的薄膜样品,其光学吸收边分别为4．11、4．56、4．59eV．     

不同衬底温度对ZnO薄膜结构和光学性质的影响

利用磁控溅射在玻璃基片上制备了不同衬底温度下的ZnO薄膜.借助X射线衍射仪(XRD)、吸收光谱、光致发光谱(PL)等手段研究了衬底温度对ZnO薄膜的微结构、光致发光性能的影响.结果表明:所有样品均呈现ZnO六角纤锌矿结构且具有高度c轴择优取向;ZnO薄膜在可见区的吸收系数很小,在紫外区有很高的吸收系数;室温下的荧光光谱显示薄膜具有较强的紫光发射.     

沉积速率对离子辅助蒸发ITO光学性能的影响

选用高纯度ITO颗粒(w(In2O3)∶w(SnO2)=9∶1)作为蒸发膜料、CAB(钙铝钡)红外玻璃为基片,利用离子辅助电子束蒸发技术在不同的沉积速率下制备了光学性能优良的ITO薄膜,并详细讨论了沉积速率对ITO薄膜可见光透过率、禁带宽度、短波截止限、长波截止限及红外区透过率等性能的影响。结果表明:沉积速率对ITO薄膜的光学性能具有重要影响。薄膜的可见光透过率最高可达82.6%,并随沉积速率的升高而降低;禁带宽度随沉积速率的改变在3.75～3.98eV之间变化,短波截止限随着禁带的宽化,向短波方向移动;在红外区,ITO薄膜的平均透过率随沉积速率的上升而明显减小,薄膜等离子波长λp发生蓝移现象。     

衬底和热处理温度对ZnO薄膜的微观结构的影响

采用Sol-gel法,在普通载玻片和Si（100）上使用旋转涂覆技术制备了具有c轴择优取向生长的ZnO薄膜。利用XRD和SEM研究了衬底和热处理温度对ZnO薄膜的物相结构、表面形貌和（002）定向性的影响。结果表明,sol—gel旋涂法制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,玻璃衬底上生长的ZnO薄膜为多晶形态,Si（100）衬底表现出更优取向生长特性。随着热处理温度的升高,c轴择优取向程度逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增大,ZnO的晶格参数先增加后减小。当温度在700℃时长出明显的柱状晶粒。