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溶胶 - 凝胶法制备 ZnO 薄膜 及表征

溶胶 - 凝胶法制备 ZnO 薄膜 及表征. 周秋娇 2130100402 等离子体物理. ZnO. 1 、直接带隙宽禁带半导体材料 , 室温下的禁带宽度约为 3.30eV, 结构为六角形纤锌矿结构 2 、具有较大的激子束缚能 (60meV), 理论上有可能实现室温下的紫外受激辐射 3 、材料来源非常丰富、价格低廉、无毒、易实现掺杂等 4 、掺铝的 ZnO 具有较高的导电性能 , 可以作为透明导电电极. 溶胶 - 凝胶（ Sol-Gel ）法.

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溶胶 - 凝胶法制备 ZnO 薄膜 及表征

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Presentation Transcript

  1. 溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征 周秋娇 2130100402 等离子体物理

  2. ZnO 1、直接带隙宽禁带半导体材料,室温下的禁带宽度约为3.30eV,结构为六角形纤锌矿结构 2、具有较大的激子束缚能(60meV),理论上有可能实现室温下的紫外受激辐射 3、材料来源非常丰富、价格低廉、无毒、易实现掺杂等 4、掺铝的ZnO具有较高的导电性能,可以作为透明导电电极

  3. 溶胶-凝胶（Sol-Gel）法 Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法是在常温下把金属醇盐溶液加水分解成溶胶，当把基片浸渍于溶液中，由于温度、湿度的变化，化学反应或电化学平衡作用的影响而导致基片上溶胶黏度增加，进一步缩聚形成凝胶，在相对低的温度下加热处理成膜的方法，是制备玻璃膜的新方法 实验：二水合醋酸锌为锌源，加入不同的络合剂（柠檬酸、乙二醇甲醚、异丙醇）和添加剂（乙酰丙酮、乙醇胺、冰醋酸等）

  4. SEM表征 添加剂： （a）乙二醇甲醚 （b）乙二醇甲醚、1mL 乙醇胺 （c）乙醇胺、冰醋酸 （d）乙酰丙酮

  5. XRD表征 样品为六方结构，因此样品的生 长 也 会 遵 循 六 方 结 构，夹 角 尽 量 保 持１２０°

  6. AFM表征 膜表面粗糙度大约在０．５μｍ，与膜表面相比较，隆起的晶体部分高约０．２３μｍ，与 ＳＥＭ图中的纳米线的尺度相仿

  7. Sol-Gel旋转涂覆技术制备ZnO薄膜 1、对应ZnO的(002)晶面族的2θ=34.4°的衍射峰 2、650℃和700℃热处理温度下,峰的半高宽(FWHM)小于0.29°, 具有较好的结晶性能 3、ZnO是(002)晶面择优取向生长的,取向程度随温度升高而提高

  8. 吸收光谱 薄膜在可见光范围吸收很小,但在对应ZnO带边吸收的位置有较强的吸收。 图3 为700℃热处理得到的样品的(AhT)2-hT图,从横坐标截距可知薄膜对应的禁带宽度为3.28eV,与ZnO体材料的禁带宽度3.30eV符合得很好

  9. 结论 （１）在实验中，用二水合醋酸锌作锌源，络合剂选择乙二醇甲醚可以得到均匀稳定的产品 （２）ＸＲＤ衍射谱图表明，提拉烧结法制得的ＺｎＯ薄膜呈多晶态六方纤锌矿结构，结晶度低；ＳＥＭ 照片显示，不同条件下得到的薄膜形貌不尽相同，有致密粒子（０．７μｍ）和纳米线（０．５μｍ）两种构成方式 （３）采用溶胶-凝胶法和旋转涂覆技术在石英玻璃衬底上生长了高c轴取向ZnO薄膜。UV-Vis吸收结果表明薄膜的禁带宽度为3.28eV,与纯ZnO晶体的禁带宽度3.30eV基本相同

  10. 参考文献 蔡九霄,宋宇,陈 丽 凤,王永 为.不同微观形貌的ＺｎＯ薄膜的制备及其表征.大连工业大学学报.2013,32(1). 季振国,宋永梁,杨成兴,刘坤,王超,叶志镇.溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征.半导体学报.2004,25(1).

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