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。     

Eu^3＋掺杂TiO2发光薄膜制备及其发光性能

为了寻找实用、廉价、性能良好的TiO2∶Eu3＋发光薄膜,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2∶Eu3＋纳米发光薄膜.通过原子力显微镜与PL、PLE对样品薄膜的表面形貌和发光光谱进行了表征.研究结果表明：800℃退火的样品薄膜表面起伏不平,无开裂,且颗粒大小比较均匀,表面起伏度约为32nm,用540nm激发光源对800℃退火的TiO2∶Eu3＋发光薄膜进行激发时,样品显示出强红光发射,对应于Eu3＋的5 D0→7F2超灵敏跃迁;且荧光强度随着烧结温度的升高先增强再减弱,800℃时达到最大值,表明存在最佳的热处理温度.     

纳米ZnWO4的水热合成及其光致发光性能研究

采用廉价的无机盐为前驱体,在非离子性表面活性剂PEG-20000存在下采用水热法制备出不同纳米结构的ZnWO4：利用XRD和SEM对其组成、形貌和结构进行了表征,详细考察了影响形貌的因素（比如表面活性剂的用量,反应体系的pH值）：随着表面活性剂用量的增加,产物的形貌从棒状逐渐转变成胎状;随着pH值的增加,产物的组成从ZnWO4转变成ZnO。也就是说,pH值对ZnWO4的形成起到非常重要的作用,纳米ZnWO4结构的形成是由于表面活性剂浓度的增加而引起的PEO和Zn^2＋配位状态的改变。同时研究了ZnWO4和ZnO的光致发光性能：不同形貌的ZnWO4都在激发波长为253nm时,在506nm处仅出现一个绿色峰;当激发波长为262nm时,ZnO的峰出现在396nm和510nm处。     

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。     

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。     

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.     

ZnO薄膜的制备及发光研究进展

ZnO作为一种新型的宽禁带半导体材料,具有优良的光电性能,在光电器件、压电器件、表面声波器件等领域具有广泛的应用前景。介绍了ZnO薄膜的制备方法及影响薄膜光致发光效果的不同因素。     

衬底效应对LiTaO3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2 μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。     

衬底温度对ZnO薄膜结构和光学特性的影响

采用射频磁控溅射的方法在不同温度下Si(111)衬底上制备出了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM),光致发光(PL)谱等分析手段研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构及发光特性的影响.通过XRD和AFM分析发现随着衬底温度的升高,制备样品的X射线衍射半高宽(FWHM)减小,晶粒尺寸增大,在300 ℃时晶粒尺寸达到最大,但随温度的进一步升高(至400 ℃)晶粒尺寸减小,缺陷增多.薄膜样品PL谱均在520nm处出现绿光发射峰,本文认为这是由于氧空位(V_O)和氧替位(O_(Zn))共同作用的结果,绿光发射峰强度与其结晶质量密切相关,结晶质量越好,杂质和缺陷态就越少,发光峰越弱.     

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.     

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。     

Optimization of the process for preparing Al-doped ZnO thin films by sol-gel method

Transparent and conducting Al-doped ZnO thin films with c-axis-preferred orientation were prepared on glass substrate via sol-gel route. The physical and chemical changes during thermal treatment were analyzed by TG-DSC spectra and the crystallization quality was characterized by XRD patterns. The optimized preheating and post-heating temperatures were determined at ~420℃ and ~530℃, respec-tively. From thermodynamic and kinetics views, we investigated the mechanism of orientation growth with (002) plane parallel to the substrates. The surface morphologies of the films, post-heated at 420℃, 450℃, 530℃ and 550℃, respectively, were observed by SEM micrographs. The film post-heated at 530℃ shows a homogenous dense microstructure and exhibits the minimum sheet resistance of 140 Ω/Sq. The visible optical transmittance of all the films is beyond 90%. In addition, the annealing treatment in vacuum can contribute greatly to the electrical conductivity.     

非晶态ZnO薄膜的微结构及光学性质

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了非晶态ZnO薄膜。用X射线衍射仪(XRD)、扫描探针显微镜(SPM)研究了非晶态ZnO薄膜的晶相和微观形貌,用紫外-可见光光度计和荧光光度计研究了非晶态ZnO薄膜的光学特性。测试结果表明,XRD谱没有任何衍射峰,表明所制备的ZnO薄膜确实是非晶态;非晶态ZnO薄膜的表面平整、光滑,表面粗糙度均值为1.5 nm;在可见光区有很高的透过率,最高值为90%;光学带隙为3.39 eV;其PL谱显示在紫外区384 nm处有较强的紫外发射。     

氧化锌薄膜的阴极电沉积法制备及性能

以硝酸锌溶液为沉积液,采用阴极电沉积技术在ITO导电玻璃基片上制备ZnO薄膜．分析了Zn（NO3）2体系ZnO的电化学沉积机理及反应过程,考察了沉积电位和Zn（NO3）2浓度对沉积过程、薄膜结构及其性能的影响结果表明：沉积电位和Zn（NO3）2浓度对薄膜形貌都有着显著的影响,沉积速率随沉积电位和Zn（NO3）2浓度的增加而增大;当沉积电位和Zn（NO3）2浓度较小时,薄膜粒径小,透光性相对较高．     

玻璃基底上NiTi薄膜制备及特性

研究了真空蒸镀制备的玻璃基底上的ＮｉＴｉ薄膜的特性，并进行了成分分析、Ｘ射线衍射分析、电阻经时变化及电阻－温度特性测定。结果表明：真空蒸镀所得的ＮｉＴｉ膜中Ｔｉ的物质的量分数比蒸发源镀材降低约０．０７；基底温度低于３５０℃时，ＮｉＴｉ膜的电阻－温度曲线呈线性变化；采用镀后热处理，可使ＮｉＴｉ膜晶化，且出现Ｒ相变。同时，ＮｉＴｉ膜相变温度、相变量，电阻经时变化特性与基底温度及热处理工艺有关。     

低温热处理制备掺铝氧化锌薄膜技术的研究

使用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备掺铝氧化锌薄膜,研究热处理温度对薄膜结构、形貌、电学性能的影响。结果表明:使用低温热处理制备的薄膜具有更好的C轴取向生长,表面平整质密,面阻最小达到1800Ω/□。     

ZnO薄膜的制备及其Al掺杂工艺的初步探讨

采用MF-PECVD法制备ZnO和高透射率的ZAO薄膜,分析了影响ZnO和ZAO薄膜质量的因素。研究了透射率与衬底温度、沉积时间、锌源浓度以及A l杂质含量之间的关系,讨论了工艺参数对薄膜透射率、颜色、均匀度、附着力、成膜速率及其晶型的影响,给出了制备ZnO和ZAO薄膜的优化条件。     

TEM and TEM-EDX Analysis of Cross-section of TiO_2Thin Film and Glass Substrate

TiO2 thin film was deposited on Na-Ca-Si glass substrate by sol-gel process. TEM observation showed that the film is compactly joined to the substrate. TEM-EDX analyses of the film, film-substrate interface, and substrate revealed that the diffusion of Na+ from the substrate to the film is negative diffusion.     

Eu~(3+)掺杂ZnO纳米粒子的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法,在温和条件下以无水乙醇做反应溶剂制备出了Eu3+掺杂的ZnO纳米粒子,粒子呈纺锤体形,长度约为70nm,宽度为40nm,长径比为1.8。XRD分析表明,ZnO∶Eu粒子为六方晶系结构,结晶良好,Eu3+的掺杂并没有改变其晶型结构。通过EDS得到了晶体中Eu3+与Zn2+的物质的量的比;通过荧光光谱仪测定其荧光性能,结果表明,其荧光光谱具有2个Eu3+的特征峰,分别位于595nm和617nm,且在n(Zn2+)∶n(Eu3+)=100∶3时,Eu3+特征峰最强;通过对样品荧光光谱的分析,证明了ZnO基质和Eu3+发光中心存在能量传递。