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《ZnWO,4單晶為襯底溶膠-凝膠法制備ZnO薄膜》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要氧化鋅(ZIlO)是一種具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的寬帶隙半導體材料，室溫下帶隙寬度高達3-37eV。由于氧化鋅具有較高的激子束縛能(60mev)，使其在室溫下具有較強的激子發(fā)光，因而被認為是制作紫外和藍光半導體激光器的合適材料。本文采用溶膠．凝膠(soI．gel)工藝以znw04單晶作為襯底材料，成功制備出透明的znO薄膜。采用的溶膠體系是以乙二醇甲醚為溶劑，醋酸鋅為前驅(qū)體，乙醇胺為穩(wěn)定劑反應(yīng)制得。鍍膜方法采用浸漬提拉法，經(jīng)過干燥、預(yù)燒、退火，最后形成透明的多晶ZnO薄膜。采用三“3。I)正交實驗對工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，通過分析得到一組較優(yōu)的工藝參數(shù)：預(yù)燒溫度330℃、退火溫
2、度600℃、提拉速度lOⅡ蚰／min、鍍膜層數(shù)15層。通過光學顯微鏡對薄膜的成核生長過程進行了觀察。實驗結(jié)果表明：ZIlO薄膜的形成經(jīng)歷了表面成核、晶粒長大和島的形成三個不同的階段。由于s01．gel法制備znO薄膜時，znO晶核的生長是在遠離平衡的條件下進行的，生長過程非常復(fù)雜，其生長形態(tài)往往呈樹枝狀的枝晶，傳質(zhì)不均勻性導致尖端隨機分叉，進而產(chǎn)生分形形態(tài)。通過控制薄膜的生長條件，選擇合適的生長工藝參數(shù)，可以使生長界面處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而控制枝晶生長、分形生長及失穩(wěn)分解。通過XRD分析得知，znO薄膜為六方晶系纖鋅礦結(jié)構(gòu)，具有高度的c軸取向性。樣品在退火溫度為600℃時，衍
3、射峰強度最大，取向性最好。薄膜表面均勻致密，由許多星狀晶粒組成，晶粒尺寸大約為40～80砌左右，單層鍍膜厚度約為106～150姍。利用RF．540熒光分光光度計測試了樣品的熒光光譜，分析了不同工藝參數(shù)和不同基體材料對ZnO薄膜光學性能的影響。結(jié)果表明：隨著預(yù)燒溫度和退火溫度的增加，zn0／znw0。的相對強度先增大后減小。溫度過高或過低都不利于薄膜生長，最佳預(yù)燒溫度在330℃附近，最佳退火溫度在600℃附近，這與J下交實驗法得到的結(jié)果是一致的。不同基體材料上的光學性能分析得知：發(fā)光峰位的偏移與znO薄膜的生長應(yīng)力和與襯底的品格失配有關(guān)。關(guān)鍵詞溶膠．凝膠法；znO薄膜：表頑
4、形貌：znw04襯底ABSTRACTZincoxideisawideband-gap(3．37eV)compoundsemiconductorwithwurtzitecrystalslructureDueto111ela唱eexcitationbindingene唱yof60mev'whichensurestllehighemcientexcitonicemissionatmomtemperature，itisregardedasoneoftlIemostpromisingmateriaIsforfabricatingemcientultraviolet(UV)柚dblu
5、elightsemiconducloremittingdeVices．Inttlispaper'transparentZn0t11infilmswerepreparedonZnW04crystalsUIbs仃：重teby∞l·geltechnolog弘Theo唱anosolSystemwerecOmposedOfprecurS0rzi】∞acetate(Zn(AC)2‘2H20)，solventethyleneglycolmo∞methyletller’stabilizeret}啪10l鋤ine．Homogenous，tmnsparent，polycrystalIineZ
6、n0tllinfilmswerep喲塒ededfinallybyimmersionpullingtechniqueafterdWing，pre-蛐eali唱，an∞aling．neoptimumtechnologicalpar啪eterWeregairl甜by以34)onllogollalexpcriment．Thepar鋤eterSwerepre一鋤ealingtempemture330℃，an∞alingtcmperature600℃，pullingVeIocitylOmm／min，andplated蛀lms15layeLnlefilmsgmwtllprocesses
7、wereobservedbyopticalmicroscope．TheresultSshowtIlat瑚filInswerefomlcdinthrcediff色rentstagesf幻mnucleationons眥{bce，gfain掣_owmtoisl雅dfomation．Thefilmsgrowmmodeswerecombinationoflayc璐growtll鋤dislandsgrowm．Becausezn0crystalnucleusweregrownmldernon-儀l試libri眥刪mon，itisinevit
