溶膠-凝膠法制備摻釔氧化鋅薄膜及其性能研究.pdf

1、ZnO是一種新型的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，不僅光電性能優(yōu)異、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性高，且易于摻雜形成性能更為優(yōu)異的材料，因而在太陽(yáng)能電池、液晶顯示器、短波長(zhǎng)發(fā)光器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 Zn0薄膜的制備技術(shù)有多種，相比較而言，溶膠.凝膠(sol-gel)法具有成膜均勻性好、與襯底附著力強(qiáng)、易于原子級(jí)摻雜及工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本論文采用溶膠-凝膠法，用旋轉(zhuǎn)涂覆技術(shù)在玻璃基底上進(jìn)行了摻釔氧化鋅(YZO)薄膜的制備、摻雜等

2、相關(guān)內(nèi)容研究。主要研究了陳化時(shí)間、摻雜濃度、預(yù)處理溫度、退火溫度以及鍍膜層數(shù)對(duì)薄膜的結(jié)晶狀況、表面形貌、電阻率和透光率等的影響，探討了溶膠.凝膠法制備YZO薄膜過程中，YZO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)與透射率、禁帶寬度及導(dǎo)電性能之間的關(guān)系。研究結(jié)果如下： (1)差熱分析結(jié)果表明釔摻雜對(duì)ZnO薄膜的形成過程沒有影響，且不存在與釔元素相關(guān)的相變，即摻入的釔大部分進(jìn)入晶格。 (2)晶體結(jié)構(gòu)分析表明：所制備的YZO薄膜呈六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，且表

3、現(xiàn)出(002)晶面的取向性生長(zhǎng)。其中YZO薄膜最佳的制備條件是：Y摻雜濃度為0.5at％、陳化時(shí)間為72h、預(yù)處理溫度為300℃、退火溫度為500℃、涂覆5層，其(002)晶面的衍射峰最強(qiáng)、半高寬最小，即結(jié)晶性和c軸擇優(yōu)取向性最好。而Y摻雜濃度的增加將使得晶粒粒徑減小，薄膜的結(jié)晶性能下降。 (3) AFM分析表明YZO薄膜表面均勻致密，陳化時(shí)間的延長(zhǎng)有利于薄膜的取向生長(zhǎng)，同時(shí)粗糙度增大。 (4)透射光譜表明：所制備的YZ