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《不同襯底對nio薄膜結(jié)構(gòu)和光透過性能的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、不同襯底對NiO薄膜結(jié)構(gòu)和光透過性能的影響王玉新臧谷丹胨苴苴崔瀟文劉奇遼寧師范大學物理與電子技術(shù)學院采用溶膠-凝膠旋涂法分別以玻璃和IT0為襯底，制備出具有較高光透過性能的NiO薄膜.進而利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、薄膜測厚儀和紫外-可見分光光度計（UV-V1S）分別表征了NiO薄膜的晶粒結(jié)構(gòu)、表面形貌、薄膜厚度及光透過性能，并計算了薄膜的光學帶隙值.結(jié)果表明：不同的襯底對NiO薄膜的結(jié)構(gòu)和光透過性能具有一定的影響;在玻璃襯底上制備的NiO薄膜晶粒尺寸大小均一丑沿NiO（200）擇優(yōu)生長，而在IT0襯底上制備的NiO薄膜晶粒尺寸較
2、小且薄膜厚度較薄.兩者在可見光范圍內(nèi)的平均透過率均達到80%左右，但在1T0襯底上制備的NiO薄膜在500nm左右有明顯的吸收現(xiàn)象.并且在玻璃襯底上制備的NiO薄膜光學帶隙值達到3.95eV.關(guān)鍵詞：NiO薄膜;溶膠-凝膠法;襯底;表而形貌;透過率;）、SU8000型掃描電子顯微鏡、UV4501S型紫外-可見分光光度計（UV-V1S）、SGC-10型號薄膜測厚儀對所制備樣品的結(jié)構(gòu)、表面形貌、光透過性能及薄膜厚度進行表征和分析.2結(jié)果與討論2.1XRD分析圖1為兩個樣品的XRD圖譜.從圖中可以看出，玻璃襯底的樣品在43.811°處出現(xiàn)NiO（200）衍射峰，
3、而IT0襯底的樣品沒有衍射峰出現(xiàn)，呈現(xiàn)非結(jié)晶態(tài).出現(xiàn)上述情況的原因為相同條件下，NiO薄膜與玻璃襯底的晶格匹配得當，而與TTO襯底不能很好地結(jié)合在一起，因此在IT0襯底上生長形成的薄膜的晶粒尺寸較?。荒幸环蕉?，溶膠在不同襯底上的附著能力不同，在玻璃襯底上的附著能力強于在1T0襯底上，因此在相同的勻膠和布膠的轉(zhuǎn)速下，玻璃襯底上附著的溶膠較多，經(jīng)過高溫熱處理后形成的薄膜較厚且晶粒尺寸較大，因而出現(xiàn)的衍射峰強度較明顯;而在TTO襯底上附著能力較弱，其表面附著的溶膠較少，在向心力的作用下旋涂的不均勻，形成的薄膜成不定形態(tài)即非結(jié)晶態(tài).圖1不同襯底上的NiO薄膜的XR
4、D圖Fig.1XRDpatternsoftheNiOthinfilmsondifferentsubstrates卜載原圖2.2SEM分析將M個樣品進行掃描電子顯微鏡拍照，其SEM照片如圖2所示.圖2不同襯底上的NiO薄膜的SEM照片F(xiàn)ig.2SEMimageoftheNiOthinfilmsondifferentsubstrates圖2中a和b分別為2個樣品的表面形貌.觀察照片a，在玻璃襯底上生長的樣品其表面較為平整光滑iL晶粒尺T大小均一、晶化程度適中;從照片b中可以觀察到在IT0襯底上生長的樣品，其薄膜比較疏松且空隙較多，形成的薄膜較薄晶粒尺寸較小，
5、有的地方?jīng)]有顆粒的生長，因此在進行XRD測試時IT0襯底上生長的樣品并沒有出現(xiàn)相應的衍射峰，其SEM照片右上方顏色較深的部分是由于此處幾乎沒有形成NiO薄膜，而是進行測試時所噴的金離子覆蓋在了襯底上，可見薄膜分布不均勻，猜測其薄膜厚度較薄.將2個樣品以同樣的手段進行薄膜厚度的測試，在進行薄膜的膜厚測量時，由于考慮到Sol-Gel旋涂法所制備的薄膜均勻程度不同，因此測量膜厚時選取了不同的點來進行測量.如圖3選取點示意圖所示.圖3選取點示意圖Fig.3Thediagramofselectpoint測量時選取點的選取方法為:在濾紙上畫出與2cmX2cm的襯底大小
6、相同的正方形并以對角線交點為圓心，分別以0.5cm、1cm為半徑做同心圓，做一條經(jīng)過圓心的射線與同心圓的交點自左向右記為1、2、3、4、5,則這5個點為所選取的點.分別測出這5個點所在位置的膜厚，然后計算出平均值即為該溶膠濃度下制備的薄膜膜厚.測得薄膜厚度如表1所示.表1不同樣品的薄膜厚度Table1Filmthicknessfordifferentsamples從表1屮可看出，ITO襯底生長的樣品的薄膜厚度不均勻，不同選取點薄膜厚度差異較大，且平均薄膜厚度僅為117.5nni，而玻璃襯底上生長的樣品其平均薄膜厚度為146.2nm，因此驗證了從SEM照片上
7、觀察后的猜測.2.3紫外可見透過光譜及光學帶隙分析圖4為兩個樣品的紫外-可見透射光譜圖.圖4中a和b分別為玻璃襯底和TTO襯底，從圖屮看到2個樣品在可見光范圍內(nèi)的平均透過率均達到80%左右.結(jié)合2個樣品的表面形貌分析發(fā)現(xiàn)，雖然1T0襯底上制備的NiO薄膜的平均薄膜厚度較薄，但是該樣品在可見光范圍內(nèi)的平均透過率并沒有明顯高于玻璃襯底上的NiO薄膜，并且在500nm左右有明顯吸收的情況，這可能是由于薄膜厚度不均勻造成的影響，與其SEM照片的猜測相符合，II有吸收邊發(fā)生紅移的現(xiàn)象，這可能是由于溶膠與襯底不能緊密匹配所導致的.根據(jù)測得薄膜的平均厚度和光透過率數(shù)據(jù)，
8、繪制出兩個樣品的(ah丫)'h丫關(guān)系曲線.如圖5所所示示..圖4不
