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《zno薄膜的制備與性能分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要氧化鋅(ZnO)是一種具有六方纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)的寬禁帶II-VI族半導(dǎo)體材料由于其優(yōu)良的特性在太陽能電池紫外探測器聲表面波器件氣敏傳感器透明電極等方面得到了廣泛的應(yīng)用近年來由于Al摻雜的ZnO薄膜(ZAO)具有與ITO薄膜相比擬的光電性能(可見光區(qū)高透射率和低電阻率)又因其價格較低以及在氫等離子體中的高穩(wěn)定性等優(yōu)點已經(jīng)成為替代昂貴的ITO薄膜的首選材料和當(dāng)前透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域的研究熱點之一本文主要采用溶膠-凝膠法制備ZnO及其Al摻雜薄膜以醋酸鋅為原料二乙醇胺為穩(wěn)定劑異丙醇為溶劑并采用硝酸鋁來提供摻雜離子用XRDAFMSEM和紫外可見紫外熒光分光光度
2、計等測試手段對沉積的薄膜進行了表征和分析分析了ZnO及其摻雜薄膜的導(dǎo)電機制用VanderPauw方法對樣品的電學(xué)特性進行了測量實驗結(jié)果表明利用溶膠-凝膠法制備的ZnO及ZAO薄膜具有較好的晶體結(jié)構(gòu)和光電特性XRD表明制備的薄膜為多晶退火處理能使其結(jié)晶度提高旋涂層數(shù)增大至20層時002方向的擇優(yōu)取向度增加AFM和SEM表明樣品表面較平整且晶粒較致密薄膜的光譜分析結(jié)果表明ZnO薄膜樣品的可見光透射率平均值均在90%以上Zn離子濃度為0.8mol/L的溶膠經(jīng)旋涂并在500下退火1小時后可獲得最高的可見光透射率平均透射率約為94%ZAO樣品的可見光區(qū)透射率同樣達到90%隨著Al摻雜濃度
3、或退火溫度的升高薄膜光吸收邊向短波方向移動薄膜透射率與旋涂速度Zn離子濃度以及退火溫度等因素有關(guān)薄膜的電學(xué)性能分析結(jié)果表明ZAO薄膜的電阻率受Al摻雜濃度及退火溫度的影響較大當(dāng)Al摻雜濃度為1%時有最小的電阻率隨著退火溫度的升高電阻率減小本文還利用了磁控濺射法制備了Mn摻雜ZnO薄膜主要對其電學(xué)及光學(xué)性能進行了研究關(guān)鍵詞溶膠-凝膠法濺射法ZnO薄膜透射率光電特性IZnO薄膜的制備與性能分析ABSTRACTZnOisaII-VIsemiconductormaterialwithwideband-gap,whichhashexagonalwurtzitestructure.ZnOt
4、hinfilmswerewidelyappliedinsolarcell,UVdetector,SAWdevice,gassensorandtransparentelectrodesetalfortheirexcellentproperties.Inrecentyears,Al-dopedZnO(ZAO)thinfilmshasbecomeahotissueoftransparentconductivethinfilmsfieldandpreferredmaterialsinsteadofITOfilmsnotonlybecauseoftheircomparableoptica
5、landelectricalproperties(highopticaltransparencyinthevisiblerange,lowelectricalresistivity)toITOfilms,butalsobecauseoftheirlowerpriceandhigherthermalandchemicalstabilityundertheexposuretohydrogenplasmathanITO.Asol-geltechniqueisadoptedinthiswork.Thestartingmaterialusedinthepresentstudywaszin
6、cacetatedehydrate(Zn(CH3COO)2·2H2O).Isopropanolwasusedasasolvent,diethanolamine(DEA)asasolstabilizerandAl(NO3)3·9H2Otoprovidedopingion.ThefilmsobtainedwerecharacterizedandanalyzedbyXRD,AFM,SEM,fluorescencespectrumandultraviolet-visiblespectrophotometer.Theconductionmechanismwasanalyzedandthe
7、electricalpropertieswereinvestigatedbyVanderPauwmethod.TheexperimentalresultsshowedthatZnOthinfilmshadgoodstructural,opticalandelectricalproperties.Itwasfoundthattheobtainedfilmswerepoly-crystallineandthecrystallinityofZnOthinfilmsbecamebetterafter
