衬底温度对ZnO薄膜生长过程和微结构的影响

从原子尺度上去研究薄膜生长过程中温度对薄膜取向性、缺陷结构以及薄膜完整性的影响和作用规律, 对于解释薄膜生长的物理本质、控制生长条件、提高薄膜制备的质量具有重要意义. 本文应用基于反应力场的分子动力学方法研究了ZnO薄膜(000l)表面作为衬底的薄膜沉积生长过程, 初步讨论了衬底温度(200、500和800 K)变化对沉积较薄ZnO膜质量的影响, 部分结果与实验观察相符. 结果表明, 衬底温度在500 K左右时, 沉积原子结构径向分布函数曲线特征峰尖锐、明显, 有序度较高, 注入和溅射对薄膜完整性影响较小, 沉积形成的薄膜结构稳定而又致密. 在预置衬底表面平坦的情况下薄膜呈现一种链岛状的生长模式, 每原子层均具有两种生长取向, 导致其生长前锋交汇处形成了一种新的有序缺陷.     

温度对ZnO薄膜电沉积的影响

通过0.1 mol·L-1 Zn(NO3)2体系在不同温度下的电势-pH图、组分的分布系数和ZnO/Zn(OH)2沉淀的溶解度热力学计算得出最佳电沉积实验条件及最终沉积产物. 随后用沉积过程的循环伏安曲线、电流密度-时间曲线、薄膜的X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-差热(TG-DSC)实验结果验证了热力学理论分析. 光学研究发现, ZnO薄膜在可见光区具有高透光度(>80%)和较为陡峭的吸收边缘. 提出硝酸锌水溶液中电沉积ZnO的反应机理.     

溅射参数对ZnO薄膜物性的影响

采用磁控溅射方法分别在ITO玻璃和硅片上成功制备了具有良好C轴取向的ZnO薄膜.并研究了溅射气压,基底温度,以及氧偏压对ZnO薄膜物性的影响,从而确定了制备ZnO薄膜的最佳溅射条件.     

ZnO薄膜的XPS价带谱研究

用MOCVD方法在Al₂O₃衬底c面生长ZnO薄膜,用XPS对薄膜进行了测量.结果显示,与O_1s和Zn_2p态相比,Zn_3d态有更大的化学位移,可用于更有效地分析ZnO薄膜变化;随着Zn_3d+Zn_4s态和Zn_3d态电子与O_2p态电子耦合的增强,Zn_3d态电子的结合能变大;二乙基锌(DEZn)源温是影响ZnO成键的重要因素.     

溶胶-凝胶法在聚酰亚胺衬底上制备c轴取向ZnO薄膜

通过溶胶-凝胶工艺, 采用两步加热法在聚酰亚胺表面制备了具有c轴取向的ZnO薄膜. 通过差式扫描量热-热重分析(DSC-TGA)得出最佳的前热处理温度和后热处理温度分别为300和390 ℃. 通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体取向和表面形貌进行了分析, 描述了ZnO薄膜在聚酰亚胺上的生长过程. 拉伸实验结果表明, ZnO薄膜与聚酰亚胺衬底有较强的附着力.     

射频磁控溅射CNx薄膜的结构与衬底温度关系的研究

使用射频磁控溅射方法在不同衬底温度下（ts=室温，350，500℃）于Si(001)衬底上沉积了CNx膜，并利用拉曼（Raman)光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及X射线衍射光电子能谱（XPS）对CNx膜的化学结合状态与温度的关系进行了研究。Raman光谱结果表明，随衬底温度（ts) 增加，D带向低频方向移动，G带向高频方向移动；它们的半高宽分别由375和150cm^-1减小至328和142cm^-1；ID／IG由3．76减小至2.88。FTIR谱中除无序D带（1400cm^-1)和石墨G带（1570cm^-1)外，还有－700cm^-1,～2210cm^-1(C=N),2330cm^-1(C-O)及3255－3351cm^-1(N-H)等峰。XPS测试结果表明：随衬底温度增加，N与C的物质的量比由0.49下降至0.38，sp^2(C-N)组分与sp^3(C-N)组分强度比呈增大趋势。低温（350℃）退火并未对CNx膜的化学结合状态产生较大影响；高温（900℃）退火样品则显示出较好的结晶化程度。     

氧偏压对ZnO薄膜结构的影响

采用磁控溅射方法在ITO玻璃上成功制备了具有良好c轴取向的ZnO薄膜．并研究了氧偏压对ZnO薄膜结构的影响、研究发现：当氧偏压为60％时,薄膜的结晶性最好．当氧偏压继续升高时将导致薄膜的结晶性变差,晶粒尺寸变小,晶界增多,薄膜表面粗糙度增加,对光的散射和吸收作用增强,从而导致光的透过率降低．     

金属有机化学气相沉积法制备ZnO和ZnO∶Ni薄膜及其特性分析

采用金属有机化学气相沉积法制备了ZnO和ZnO∶Ni薄膜,并对它们的结构、光学和电学特性进行了对比研究.通过扫描电子显微镜( SEM)和X射线衍射(XRD)对薄膜的表面形貌和晶体结构进行了分析,结果表明,Ni元素的掺杂虽然降低了薄膜的晶体质量,但并未改变ZnO的纤锌矿结构.通过紫外-可见分光光度计对薄膜的光学特性进行了...     

焙烧温度对ZnO粉体结晶及其光学性能的影响

以草酸铵和醋酸锌为原料,采用直接沉淀法制备ZnO粉体,考察了焙烧温度对粉体结晶和光学性能的影响。采用热重分析(TGA-DTA)、X射线衍射、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、荧光分光光度计(FS)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品进行了分析。结果表明,制备的前驱物为C2O4Zn·2H2O,最低焙烧温度400℃,随着焙烧温度的提高,粉体结晶度提高,一次粒径增大;600℃焙烧后有较强紫外发光峰,粉体由200 nm的粒子排列成层叠状;900℃焙烧后有较强可见发光峰,粉体粒子大于500 nm,团聚严重;粉体有较强的紫外吸收,吸收峰有蓝移。     

衬底温度对HfOxNy薄膜光学性质的影响

采用射频反应磁控溅射法制备了HfOxNy栅介质薄膜,并研究了HfOxNy栅介质薄膜的光学特性随淀积温度的变化而发生变化的规律．椭偏仪模拟结果显示HfOxNy薄膜的折射率和消光系数都是随衬底温度的升高而增加,根据消光系数和吸收系数还得到了HfOxNy薄膜的光学带隙值,随着衬底温度的升高,带隙减小,这主要是由于N含量的增加所致．     

从晶体取向特点探讨ZnO薄膜的晶体不完整性

用MOCVD法在蓝宝石衬底上得到了ZnO(0002)膜, 并用XRD和SEM进行了表征. 结果表明， 薄膜中沿［0001］择优取向生长的柱状晶垂直于衬底表面, 晶柱之间存在着边界和间隙. X射线Ф扫描实验结果表明, 晶柱之间的取向偏差在3°~30°之间. X射线ω摇摆曲线和谱线宽度分析结果表明, 薄膜中的晶柱是由多个晶粒堆叠而成, 且晶粒之间的平均取向偏差也在2.6°以上. 实验结果表明, ZnO大失配度异质外延膜是c轴［0001］取向柱状多晶体, ZnO薄膜的结晶不完整性主要是由其柱状晶结构造成的.     

氧化锡和氧化锌双层薄膜的XPS研究

用XPS法研究了SnO2 /ZnO及ZnO/SnO2 双层膜中锌和锡的扩散情况 ,结果表明 :锌在SnO2中的扩散比锡在ZnO中的扩散更容易。讨论了锌在SnO2 层中的扩散方式和扩散的结果。在ZnO层留下了较多的氧 ,并使部分的SnO2 还原为SnO。     

Influence of Annealing on Properties of ZnO Films Grown via Plasma－enhanced MOCVD

The structural and the optical properties of ZnO films with high quality grown via plasma-enhanced met-al-organic chemical vapour deposition(MOCVD) on C-plane sapphire substrate were studied. The crystallini-ty and the optical properties of the films are greatly improved having been annealed in oxygen plasma atmo-sphere. The structure, the band gap and the binding energy of O1s electrons, and the molar ratio of O to Zn were determined by X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL) and X-ray photoelectron scan meth-ods. For both the annealed and the as-grown films, the exciton peak features were observed at room temper-ature. The band-edge photolof the annealed film is much stronger than that of the as-grown film, and the exciton peak relating to the deep level at 439 nm disappears. The molar ratio of O to Zn in the annealed film is 0. 91, while it is 0. 78 for the as-urown film.     

Naphthenic Acid-Derived Nanocrystalline ZnO Films on Silica Substrate

Sol–gel-derived nanocrystalline ZnO thin films on silica glass substrates were prepared by using a zinc naphthenate precursor. As-deposited films were heat treated at 500, 600 and 700°C for 30 min in air. The ZnO films were analyzed by X-ray diffraction, field emission—scanning electron microscope, scanning probe microscope, and ultra violet—visible—near infrared spectrophotometer. With an increase in heat treatment temperature, the peak intensity of (002) plane increases. No evidently aggregated particles are present. All the films exhibit a high transmittance (>80%) in visible region and show a sharp fundamental absorption edge at about 0.38–0.40 m. The estimated energy band gap for all the films are within the range reported for films and single crystal.     

V含量对ZnO薄膜结构及光学特性的影响

0引言氧化锌是一种六角纤锌矿结构的直接宽带隙半导体,其室温下禁带宽度为3.37eV。它具有多种优良的物理性能,在声表面波[1,2]、透明电极[3,4]、光电材料[5]、蓝光器件[6]等方面都有较大的应用潜力。氧化锌价格低廉,不仅能制成良好的半导体和压电薄膜,亦能够制成良好的透明导电薄膜。理论计算表明[7],氧化锌掺杂V、Cr、Fe、Co、N i元素能够产生自旋极化,形成高于室温的稀磁性透明半导体,是下一代微电子和光电子领域自旋电子学器件有重要价值的材料之一。根据理论计算,V掺杂的ZnO膜具有最高的居里温度。V yatkin实验小组[8]用钒离子注入…     

水热法制备高度取向的氧化锌纳米棒阵列

氧化锌的激子结合能(60meV)及光增益系数(300cm^-1)比GaN的(25meV,100cm^-1)还高,这一特点使它成为紫外半导体激光发射材料的研究热点。最近,Yang等成功地观测到规则的ZnO纳米线阵列的激光发射现象,更加激起了人们合成一维高度有序ZnO纳米结构的热情,由于一维ZnO