溶膠凝膠法制備zno薄膜

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1、上海大學碩士學位論文摘要ZnO屬于六方晶系6ram點群，纖鋅礦結(jié)構(gòu)，存在c極軸。(002)高度定向的多晶薄膜能夠具有單晶那樣優(yōu)良的壓電性(高的機電耦合系數(shù)和低的介電常數(shù)等)，在聲表面波器件領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本論文以二水合醋酸鋅、Z,--醇甲醚、乙醇胺、一水合氯化鋰等為前驅(qū)物，在載玻片襯底上以溶膠一凝膠旋涂法制備了Li：ZnO、Mg：ZnO、(Li．Mg)：Zn0薄膜，試驗了摻雜濃度、溶液濃度、熱處理溫度、旋涂層數(shù)等制備工藝對ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及電性能的影響，運用XRD、SEM、EDS等對所制得的樣品進行了分析和研究，結(jié)果表明：適量Li或Mg的摻雜非

2、常顯著的促進ZnO薄膜(002)定向、晶粒增大、薄膜致密性增強、電阻率提高；當摻雜濃度過高時(Li／Zn摩爾比>O．1或Mg／Zn摩爾比>O．04)，薄膜的定向性減弱，出現(xiàn)了(100)、(101)等雜峰，薄膜的電阻率下降，晶粒均勻度變差。在摻Li(Li／Zn=0．1)的情況下，隨著Mg摻雜濃度的提高，薄膜(002)定向性更好，電阻率增大，其最大值可達8．2×107Qcm：當摻雜濃度過高時(Mg／Zn>0．04)，薄膜的定向性減弱，電阻率下降。適當?shù)娜芤簼舛?、熱處理溫度、旋涂層?shù)有助于薄膜(002)定向，隨著溶液濃度、熱處理溫度、旋涂層數(shù)進一步的增

3、加，薄膜的定向性減弱，出現(xiàn)了(100)、(101)等雜峰。當摻雜濃度過高或過低、溶液濃度過高、熱處理溫度過高或過低、旋涂層數(shù)過少或過多Ht‘，ZnO薄膜中出現(xiàn)了ZnO納米棒。當摻雜濃度為Li／Zn=0．1和Mg／Zn=0．04、溶液濃度為O．45mol／L、熱處理溫度為610。C、旋涂7層時，可制備出(002)高度定向、晶粒均勻、表面平整光滑、電阻率高的Li：ZnO、Mg：ZnO和(Li，Mg)：ZnO薄膜。同時，在Sol。Gel法制備的ZnO薄膜樣品中觀察到ZnO納米棒。關(guān)鍵詞：ZnO薄膜，溶膠凝膠法，(002)定向，摻雜，ZnO納米棒V上海大

4、學碩士學位論文AbstractZjncoxide(ZnO)isanoncentrosymmetriccrystalwiththehexagonalthestructure(6mm)．ZnOthinfilmswithprofferedorientationalong(002)planeshowexcellentpiezoelectricproperties(1argeelectromechanicalcouplingcoefficientandlowdielectricconstant)，andhavebeendemonstratedtOworka

5、shighfrequencysurfaceacousticwave(SAW)devices．Inthiswork，ZnOthinfilmsdopedwithLi+，Mga+orLi+／MgZ+havebeenpreparedonglasssubstratebythesol—gelmethodusingzincacetate，2-methoxyeIhan01andmonoethanolamineasstartingmaterials．Theeffectsofprocessingparameterssuchasdopants，solutionconc

6、entration，postheatingtemperatureandspin—coatinglayersonthemicrostructurestructuresandtheelectricalpropertiesofZnOthinfilmshavebeeninvestigatedbyXRD，SEMandEDSanalysis．TheresultsshowthatproperLi+orM92。dopantscanobviouslyimprovetheeystaltizationandthepreferringorientationalong(0

7、02)planeofZnOgrains．Thecrystallinesizeincreasesandthesurfaceofthefilmsbecomedenserandmorehomogeneouswiththeincreaseofdopingamount．Theresistivityofthefilmincreasesfrom0．31x106Qcmforundopedsampleto8．9x106QcmforI,i+／Zn抖=¨sampleand3,2x106QcmforM92+／Zn”=O．04sample，andslightlydemle

8、aseswithfllrtherincreasingdopingamountAtthesametime，otherpeakssuchas