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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 593 毫秒
1.
采用射频反应磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱分析技术,对不同工作气压下合成的ZnO薄膜的表面形貌、微观结构和光学性能进行表征,研究了工作气压对ZnO薄膜的结晶性能以及生长行为的影响.研究结果显示:对于Ar/O2流量比例接近1∶1的固定比值下,ZnO薄膜的生长行为主要取决于成膜空间中氧的密度,临界工作气压介于0.5—1.0 Pa之间.当工作气压小于临界值时,ZnO薄膜的成核密度较高,且随工作气压的变化明显,ZnO的生长行为受控于氧的密度,属于氧支配的薄膜生长;当工作气压大于临界值以后,ZnO薄膜的成核密度基本保持不变,Zn原子的数量决定薄膜的生长速率;在0.1—5.0 Pa的工作气压范围内,均可获得高度c轴取向的ZnO薄膜,但工作气压的变化改变着ZnO晶粒之间的界面特征和取向关系.随着工作气压的增加,ZnO晶粒之间的界面失配缺陷减少,但平面织构特征逐渐消失,三叉晶界的空洞逐渐扩大,薄膜的密度下降,折射率减小. 关键词: ZnO薄膜 磁控溅射 表面形貌 微观结构 光学性能  相似文献   

2.
ZnO薄膜的性质对水热生长ZnO纳米线阵列的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
用水热法在ZnO薄膜上制备了直径、密度及取向可控的ZnO纳米线阵列。ZnO薄膜是通过原子层沉积(ALD)方法制备并在不同温度下退火处理得到的,退火温度对ZnO薄膜的晶粒尺寸、结晶质量和缺陷性质有很大的影响。而ZnO薄膜的性质对随后生长的ZnO纳米线的直径、密度及取向能起到调节控制的作用。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和光致发光(PL)测试对ZnO薄膜和ZnO纳米线进行了表征。最后得到的垂直取向的ZnO纳米线阵列适合在发光二极管和太阳能电池等领域使用。  相似文献   

3.
徐德前  庄仕伟  马雪  徐佳新  张宝林 《发光学报》2018,39(10):1425-1430
为了探究生长温度对外延ZnO纳米结构的影响,得到ZnO纳米结构可控生长的生长温度条件。利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,设计并获得了不同生长温度的ZnO外延样品,并对所有样品进行了表面形貌、光学特性、电学特性表征和结晶质量表征。实验结果表明:600℃生长的ZnO纳米柱横向尺寸最小,为65 nm左右,其光学特性也相对较好,晶体衍射峰的半峰宽最小,为0.165°,晶粒尺寸最大,为47.6 nm;电学性质相对最优的为640℃生长的ZnO样品,霍尔迁移率高达23.5 cm2/(V·s)。通过结果分析发现,生长温度能影响外延ZnO的生长模式,从而影响ZnO的形貌、光学、电学和晶体质量等特性。  相似文献   

4.
采用离子注入技术将Zn离子注入Si(001)基片,并在大气环境下加热氧化制备了ZnO纳米团簇.利用电子探针、薄膜X射线衍射仪、原子力显微镜和透射电子显微镜,对注入和热氧化后的薄膜成分、表面形貌和微观结构进行表征,探讨了热氧化温度以及注入剂量对纳米ZnO团簇的成核过程及生长行为的影响.结果表明,Zn离子注入到Si基片表面后形成了Zn纳米团簇,热氧化过程中Zn离子向表面扩散,在表面SiO2非晶层和Si基片多晶区的界面处形成纳米团簇.热氧化温度是影响ZnO纳米团簇结晶质量的一个重要参数.随着热氧化温度的升高,金属Zn的衍射峰强度逐渐变弱并消失,而ZnO的(101)衍射峰强度逐渐增强.当热氧化温度高于800 ℃以后,ZnO与SiO2之间开始发生化学反应形成Zn2SiO4. 关键词: ZnO纳米团簇 离子注入 微观结构 形貌分析  相似文献   

5.
利用微波电子回旋共振增强磁控反应溅射法在不同基片温度下制备无氢SiNx薄膜.通过傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、台阶仪、纳米硬度仪等表征技术,研究了基片温度对SiNx薄膜结晶状态、晶粒尺寸、晶体取向等结晶性能以及薄膜的生长速率、硬度等机械性能的影响,并探讨了薄膜结晶性能与机械性能之间的关系.研究结果表明,在基片温度低于300℃时制备的SiNx薄膜以非晶状态存在,硬度值仅为18 GPa左右;基片温度在320-620℃范围内,SiNx薄膜中出现纳米晶粒,且晶粒尺寸随沉积温度的增加而增加,在沉积温度为620℃时达到最大,为20±1.5 nm;当沉积温度为700℃时,SiN<,x>薄膜的晶粒尺寸突然减小,但由于此时晶粒密度为最大,因此薄膜硬度达到最大值(36.7 GPa).  相似文献   

6.
周小红  杨卿  邹军涛  梁淑华 《物理学报》2015,64(8):87803-087803
利用热氧化法在不同参数条件下生长了Ga掺杂范围较宽的ZnO薄膜, 研究了ZnO薄膜的表面微观结构和光致发光性能. 研究表明: Ga以Ga3+存在并掺入ZnO晶格取代Zn2+, Ga的掺入改变了ZnO薄膜中的缺陷类型及浓度、化学计量比、薄膜表面结晶质量, 进而影响了薄膜的光致发光性能. 随着热氧化温度升高, Ga掺杂量增大, ZnO薄膜的晶粒尺寸增大, 尺寸更均一, 紫外光与可见光强度比增大. 随着热氧化时间延长, Ga掺杂量降低, ZnO薄膜的晶粒尺寸均一性变差, 紫外光与可见光强度比减小.  相似文献   

7.
沈坚  周明  李琛  张伟  吴春霞  蔡兰 《发光学报》2010,31(4):568-572
在常压环境下采用联合体驱使生长(Aggregation-driven growth)法在镀有ZnO纳米薄膜的医用盖玻片衬底和锌箔上制备了不同直径、高取向、密集生长的ZnO纳米棒阵列结构,发现平均直径与生长时间呈线性关系。X射线衍射(XRD)谱图中出现了较强的(002)峰,表明制备的纳米棒阵列具有高度c轴择优生长取向;高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子花样衍射图谱(SAED)结果表明我们得到的单根纳米棒为沿(002)生长的单晶结构。分析确定盖玻片上的纳米棒阵列是以ZnO纳米薄膜缓冲层上的ZnO种子颗粒为成核点生长形成的。  相似文献   

8.
Si(001)衬底上闪锌矿ZnO的制备与分析   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
采用分子束外延方法在室温下于Si(001)表面上生长ZnO材料。实验发现:样品为闪锌矿和六角结构的ZnO混合多晶薄膜,其表面分布着一系列具一定取向的近似长方形的纳米台柱结构。在不同参数的高温退火后,这些梯形台柱将变小,形成梯形纳米环,或分解为较小的纳米柱及其团簇结构等。分析表明:ZnO混合多晶薄膜的形成,以及表面纳米台柱的演变,与Si(001)衬底、较低温的生长温度及热效应等因素相关联。  相似文献   

9.
石英衬底上Au缓冲层对ZnO薄膜微结构的影响   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
李宁  陈金菊  邓宏 《发光学报》2010,31(2):219-222
采用单源化学气相沉积(SSCVD)法,在石英衬底上以Au为缓冲层,Zn4(OH)2(O2CCH3)6.2H2O为固相源制备ZnO薄膜。SEM和XRD测试ZnO薄膜的微结构,结果表明:相对于SiO2衬底上生长的ZnO薄膜,Au/SiO2衬底上生长的ZnO薄膜具有较好的结晶质量和表面平整度;对制备ZnO薄膜的衬底温度进行了工艺优化,结果表明:500℃时制备的ZnO薄膜颗粒大小均匀,结晶质量较好;通过荧光光谱仪对Au/SiO2衬底上的ZnO薄膜进行光致发光(PL)谱测试,ZnO薄膜在400nm出现紫光发射峰,而没有出现与缺陷相关的深能级发射峰,表明ZnO薄膜具有较好的结晶质量。  相似文献   

10.
利用原子力显微镜分析了ZnO薄膜在具有本征氧化层的Si(100)和Si(111)基片上的表面形貌 随沉积时间的演化. 通过对薄膜生长形貌的动力学标度表征,研究了射频反应磁控溅射条件 下,ZnO薄膜的成核过程及生长动力学行为. 研究发现,ZnO在基片表面的成核过程可分为初 期成核阶段、低速率成核阶段和二次成核阶段. 对于Si(100)基片,三个成核阶段的生长指 数分别为β1=1.04,β2=0.25±0.01,β3=0.74;对 于Si(11 关键词: ZnO薄膜 磁控溅射 生长动力学 成核机制  相似文献   

11.
A flexible piezoelectric harvester based on the epitaxial growth of an array ZnO nanorods with zigzag layers to enhance bending and compression deformation is investigated. The effects of the growth temperature, growth time, and growth concentration for ZnO epitaxial growth are determined on the flexible substrate. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used to analyze the nanostructures and crystalline characteristics of the nanorods, respectively. Nanorod piezoelectric harvesting with screen printing technology was integrated on the polyimide substrate. The results show that epitaxial ZnO nanorods at a concentration ratio of (1:4), a growth time of 4 hours, and a growth temperature of 90°C have perfect crystal morphology for piezoelectric harvesting. The current-voltage characteristics exhibit Schottky-like behavior. During the harvesting process, the current output was highly reproducible and repeatable when the ultrasonic wave equipment was turned on and off. The current output after bending increases with increasing curvature radius due to a compression force during the bending process.  相似文献   

12.
Well-aligned crystalline ZnO nanorod arrays were synthesized via an aqueous solution route with ammonia and zinc nitrate as inorganic precursors. ZnO crystalline seed films were firstly coated on ITO substrates for epitaxial growth of rods through sol-gel processing and heat treatment. SEM, TEM, SAED and XRD were utilized to characterize morphologies and structures of ZnO crystals. Heterogeneous nucleation is crucial for rod growth. A broad scope of pH favorable for heterogeneous nucleation was disclosed at zinc concentration from 0.04 to 0.1 M in the inorganic system due to the complex reaction of ammonia with Zn2+. Elevation of initial zinc concentration or pH promoted growth rate of rods and enlarged rod size. ZnO nanorods were transformed to nanotubes, nanosheets and rods with blanket-like shaped surface mainly by secondary pH adjustment. All ZnO nanocrystals are wurtzite structure preferentially oriented in c-axis direction.  相似文献   

13.
ZnO薄膜的掺杂特性   总被引:8,自引:4,他引:4  
通过MOCVD方法生长的ZnO薄膜一般为富锌生长,呈n型电导,要想得到高阻或低阻p-ZnO薄膜需要对其进行掺杂施主或受主杂质.主要研究在生长过程中通过NH3对ZnO薄膜进行氮掺杂的情况,利用优化生长条件,即生长温度为610℃,Ar气(携带DEZn)流量为4sccm,O2流量为120sccm,N2流量为600sccm,得到在NH3流量为80sccm时生长样品的结晶质量最高,在掺杂薄膜中NH3流量高于或低于80sccm时,样品的表面形貌都将变差,只有在80sccm时表面粗糙度最低晶粒最小,表明该流量下获得的样品表面较光滑致密.所以80sccmNH3流量为在R面蓝宝石上生长<110>取向ZnO薄膜的最佳掺杂流量.Hall测量结果表明,NH3流量为50sccm的样品电导呈弱p型,电阻率为102Ω·cm,空穴载流子浓度为+1.69×1016cm-3,迁移率为3.6cm2·V-1·s-1;当NH3流量增加时样品的电导呈n型,电阻率最高达108Ω·cm,我们认为与进入ZnO薄膜的H的量有关,并对其变化机理进行了详细的分析.  相似文献   

14.
纳米ZnO生长及性质分析   总被引:2,自引:1,他引:1  
利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术,在表面含有ZnO颗粒作为催化剂的Si(111)衬底上制备了ZnO纳米柱阵列。采用X射线衍射(XRD)、喇曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)谱分析了样品的晶体结构质量、表面性质和光学性质。结果表明,生长出来的纳米ZnO具有较好的c轴择优取向性。发现氧分压对ZnO纳米柱的生长有重要影响:当氧分压较低时,生长基于VLS机制;当氧分压较高时,生长基于VS机制;通过对N2O流量的控制可实现对ZnO纳米材料的可控生长。  相似文献   

15.
Well-aligned ZnO nanorod arrays were synthesized by low-temperature wet chemical bath deposition (CBD) method on Si substrate under different conditions. Results illustrated that dense ZnO nanorods with hexagonal wurtzite structure were vertically well-aligned and uniformly distributed on the substrate. The effects of precursor concentration, growth temperature and time on nanorods morphology were investigated systematically. The mechanism for the effect of preparation parameters was elucidated based on the chemical process of CBD and basic nucleation theory. It is demonstrated that the controllable growth of well-aligned ZnO nanorods can be realized by readily adjusting the preparation parameters. Strong near-band edge ultraviolet (UV) emission were observed in room temperature photoluminescence (PL) spectra for the samples prepared under optimized parameters, yet the usually observed defect related deep level emissions were nearly undetectable, indicating high optical quality ZnO nanorod arrays could be achieved via this easy process chemical approach at low temperature.  相似文献   

16.
《Current Applied Physics》2010,10(2):693-697
ZnO thin films were deposited at room temperature by pulsed laser deposition (PLD) varying the oxygen pressure. Morphological analysis using scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscopy (AFM) demonstrated the formation of ZnO nanorods at a particular oxygen pressure. Room temperature violet luminescence was observed from these ZnO nanorods and temperature dependence of luminescence was studied. Influence of oxygen pressure on the growth of ZnO thin films by PLD was studied using the X-ray photoelectron spectroscopy of both post ablated targets and deposited films. The ZnO films were crystalline and the formation of crystalline phase is found to follow a pressure–temperature (PT) scaling with increase of temperature.  相似文献   

17.
研究了作为缓冲层的ZnO薄膜在不同的退火时间、退火温度下退火对Si衬底上生长ZnSe膜质量的影响。当溅射有ZnO膜的Si(111)衬底的退火条件变化时,从X射线衍射谱(XRD)和光致发光谱(PL)中可见,ZnSe(111)膜的晶体质量有较大的变化。变温的PL谱表明,Si衬底上生长的具有ZnO缓冲层的ZnSe膜的近带边发射峰起源于自由激子发射。  相似文献   

18.
在硅(Si)上外延生长高质量的砷化镓(GaAs)薄膜是实现硅基光源单片集成的关键因素。但是,Si材料与GaAs材料之间较大的晶格失配、热失配等问题对获得高质量的GaAs薄膜造成了严重影响。本文利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术开展Si基GaAs生长研究。通过采用三步生长法,运用低温成核层、高温GaAs层与循环热退火等结合的方式,进一步降低Si基GaAs材料的表面粗糙度和穿透位错密度。并利用X射线衍射(XRD)ω-2θ扫描追踪采用不同方法生长的样品中残余应力的变化。最终,在GaAs低温成核层生长时间62 min(生长厚度约25 nm)时,采用三步生长、循环热退火等结合的方式获得GaAs(004)XRD摇摆曲线峰值半高宽(FWHM)为401″、缺陷密度为6.8×10^(7) cm^(-2)、5μm×5μm区域表面粗糙度为6.71 nm的GaAs外延材料,在材料中表现出张应力。  相似文献   

19.
ZnO nanocrystalline films are prepared on Si substrates at different temperatures by using metal-organic chemical vapour deposition(MOCVD).It is observed that when the growth temperature is low,the stoichiometric ratio between Zn and O atoms has a large deviation from the ideal ratio of 1:1.The ZnO grains in the film have small sizes and are not well crystallized,resulting in a poor photoluminescence(PL) property.When the temperature is increased to an appropriate value,the Zn/O ratio becomes optimized,and most of Zn and O atoms are combined into Zn-O bonds.Then the film has good crystal quality and good PL property.If the temperature is fairly high,the interfacial mutual diffusion of atoms between the substrate and the epitaxial film appears,and the desorption process of the oxygen atoms is enhanced.However,it has no effect on the film property.The film still has the best crystal quality and PL property.  相似文献   

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