退火对溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜结构和光致发光的影响

采用溶胶-凝胶法在n-Si(100)衬底上制备ZnO薄膜并从三个方面对其研究。X射线衍射结果表明,在含氧气氛中退火的ZnO薄膜为多晶六角纤锌矿结构,有明显的c轴择优结晶取向;退火时间的长短和温度的高低对结晶取向性和粒径均有较大影响,通过进一步的研究发现最佳处理温度在500℃左右。用扫描电子显微镜观察样品的表面和侧面形貌,晶体的生长比较均匀,粒径平均在70~160nm范围内,与XRD测量结果相一致。室温下ZnO胶体的光致发光谱表明,随着胶体老化时间的延长,胶体的紫外峰位发生了蓝移。室温下ZnO薄膜的光致发光谱表明,紫外部分的发光峰位在365,390nm,发光强度较强;在可见光区的发光强度相对较弱,但是还没有被氧完全抑制掉。     

溶胶-凝胶法制备Si基ZnO薄膜的光伏特性

用溶胶-凝胶法在P型半导体Si（100）基片上生长了具有六角晶形的ZnO薄膜。SEM和XRD显示,C轴择优取向性明显,薄膜生长质量较好。ZnO薄膜的光致发光谱不仅有384.2nm的紫外波峰（FWHM=20.3nm）,而且还有649.2nm的红光波峰（FWHM=214nm）,两峰相对高度比为0.934。用波长为632.8nm的氦氖激光照射ZnO薄膜的表面,产生了明显的光伏效应。     

溶胶-凝胶法纳米ZnO薄膜的绿光发射

利用溶胶-凝胶法制备了纳米ZnO薄膜,室温下测量了样品的光致发光谱(PL)和X射线衍射谱(XRD),观测到中心波长在523 nm附近的绿色荧光发射,研究了纳米ZnO薄膜的绿光发射机制,证实了纳米ZnO薄膜绿光可见发射带来自氧空位(Vo)形成的浅施主能级和锌空位(Vzn)形成的浅受主能级之间的复合。     

溶胶-凝胶法制备ZnO纳米薄膜的工艺和应用

ZnO是一种重要的功能材料和新型的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料.采用溶胶-凝胶(Sol-gel)工艺在Si(100)、Si(111)和c面蓝宝石衬底上成功制备出高质量的ZnO纳米薄膜,并用XRD、SEM、AFM等方法研究了薄膜的特性.首次以制备的ZnO纳米薄膜为缓冲层,在n型Si(100)衬底上采用低压化学气相沉积(LPCVD)工艺外延生长了SiC薄膜,得到了低载流子浓度、高电子迁移率和高空穴迁移率的两种SiC薄膜样品,分析了该薄膜的性能.     

溶胶-凝胶旋涂法制备In-N共掺ZnO薄膜及其光学性能研究

ZnO是目前使用广泛的半导体材料,但本征ZnO存着在一定的缺陷,现通过溶胶-凝胶旋涂法分别以乙酸锌(Zn(CH3 COO)2?2H2 O)为锌源、硝酸铟(In(NO3)3?H2 O)为铟源、氯化铵(NH4 Cl)为氮源制备了In-N共掺的ZnO薄膜,由此来改善其相关性能.所制备样品的晶格结构、表面形貌、光学透过率及光学...     

溶胶-凝胶法制备光波导薄膜及性质的研究

采用有机改性硅酸盐制备了光敏性溶胶－凝胶,并在凝胶中加入四丙氧基锆作为调节折射率的材料;用该凝胶在硅片上提拉成膜.为了增加薄膜与硅片的粘附性,成膜前先用干氧热氧化法在硅片上生长了一层厚度约为1500的二氧化硅;样品的原子力相片表明薄膜的表面非常平整,在5×5 μm2的范围内最大表面起伏只有0.657 nm.利用波导阵列掩膜版, 对制备的薄膜在紫外光波段下曝光,得到了表面平坦、侧墙光滑、陡直的沟道波导阵列.研究发现:紫外曝光时间和坚膜时的后烘温度都会使薄膜的折射率增大.通过对样品红外吸收谱的分析,从微观机理上解释了折射率随工艺条件变化的原因.     

溶胶-凝胶法制备Sr2Bi4Ti5O18薄膜及其铁电性能研究

采用溶胶-凝胶法,在氧气氛中和层层晶化的工艺条件下,成功地制备了沉积在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上的铁电性能优良的Sr2Bi4Ti5O18(SBTi)薄膜,并研究了SBTi薄膜的微结构、表面形貌、铁电性能和疲劳特性.研究表明:薄膜具有单一的层状钙钛矿结构,且为随机取向;薄膜表面光滑,无裂纹,厚度约为725nm;铁电性能测试显示较饱和、方形的电滞回线,当外电场强度为275kV/cm时,其剩余极化2Pr和矫顽场2Ec分别为24.0μC/cm2和137.8kV/cm;疲劳测试发现薄膜经过4.4×1010次极化反转后,基本没有显示疲劳.     

GaN薄膜的溶胶-凝胶法制备及其表征

采用溶胶凝胶法成功地制备出氮化镓薄膜.以单质镓为镓源制备镓盐溶液、柠檬酸为络合剂制备出前驱体溶胶,再甩胶于Si(111) 衬底上,在氨气氛下热处理制备出GaN薄膜.X射线衍射（XRD）分析及选区衍射分析（SAED）表明所制备的薄膜是六角纤锌矿结构GaN薄膜;XPS分析其表面,结果显示样品中的镓元素、氮元素均以化合态存在,且Ga：N约为1：1;PL谱分析结果表明所制备的薄膜具有优良的发光性能.     

溶胶-凝胶法制备发光薄膜现状

发光薄膜在对比度、分辨率、热传导、均匀性、与基底的附着性、释气速率等方面都显示出较强的优越性,在平板显示领域具有很好的应用背景。本文结合我们的工作综述了通过溶胶－凝胶工艺制备发光薄膜的基本过程、薄膜的表征方法、发光薄膜的当前发展及应用情况。依据组成特点,溶胶－凝胶法制备的发光薄膜可分为无机发光薄膜和有机／无机杂化发光薄膜,它们的光致发光、阴极射线发光、场发射发光和电致发光等性质都已被广泛研究。我们除了采用硅酸酯为主要原料制备了一些硅酸盐基发光薄膜外,还以无机盐为主要原料通过Pechini溶胶－凝胶法制备了稀土离子掺杂的钒酸盐发生薄膜,并结合毛细管微模板技术实现了发光薄膜的图案化。最后,我们对未来溶胶－凝胶法制备发光薄膜的发展及应用情况进行了展望。     

溶胶-凝胶法制备Li-N双掺p型ZnO薄膜的结构、光学和电学性能

采用溶胶-凝胶法在n型Si(100)衬底上沉积Li-N双掺杂ZnO薄膜,经X射线衍射和扫描电镜图片分析,所制备薄膜具有多晶纤锌矿结构和高的c轴择优取向.室温下霍尔效应测试结果显示Li-N双掺杂ZnO薄膜具有p型导电特性.在Li掺杂量为15.0at%,Li/N（摩尔比）为1∶1,700℃退火等优化条件下得到的最佳电学性能结果是：电阻率为0.34 Ω·cm,霍尔迁移率为16.43 cm²/V·s,载流子浓度为2.79×10¹⁹ cm^{-3关键词： Li-N双掺 p型ZnO薄膜 溶胶-凝胶 性能}     

纳米ZnO薄膜的光致发光性质

利用溶胶－凝胶法制备了纳米ZnO薄膜,室温下测量了样品的光致发光谱(PL)、吸收谱(ABS)、X射线衍射谱(XRD)．X射线衍射(XRD)的结果表明：纳米ZnO薄膜呈多晶状态,具有六角纤锌矿晶体结构和良好的C轴取向．观察到二个荧光发射带,中心波长分别位于395 nm的紫带、524 nm的绿带和450 nm附近的蓝带．证实了纳米ZnO薄膜绿光可见发射带来自氧空位(VO)形成的浅施主能级和锌空位(VZn)形成的浅受主能级之间的复合;450 nm附近的蓝带来自电子从VO的浅施主能级到价带顶或锌填隙(Zni) 到价带顶或导带底到VZn的浅受主能级的复合．     

MgxZn1-xO薄膜的光致发光性能研究

用溶胶-凝胶旋涂的方法在Si(100)衬底上成功制备了MgxZn1-xO薄膜.通过对样品的X射线衍射花样进行分析,发现制得的样品都有明显的C轴取向.掺入Mg后C轴参数逐渐变小,这表明Mg离子进入了ZnO晶格.随着镁的掺入,其光致发光谱中的紫外发射峰的峰位发生明显蓝移,从3.28eV线性地变化到3.45eV.值得注意的是,掺入镁离子后,薄膜的紫外发光和可见发光的强度都显著高于ZnO.     

n型InP(100)衬底上电沉积氧化锌薄膜的

采用电化学沉积方法在n型InP(100)(1016)衬底上制备了氧化锌薄膜。探索线性扫描伏安法确定InP与0.1mol/LZn(NO3)2电解液的体系中沉积氧化锌的极化电势,在20℃溶液中,相对于甘汞电极(SCE)的极化电势为-1.1877V。扫描电镜照片显示:随着应用电势的降低,氧化锌薄膜变得紧密平滑;狭窄的X射线衍射峰也说明低电势下薄膜的结晶质量较好。光荧光表征发现低电势下制备的氧化锌薄膜具有良好的发光特性。     

热解温度对溶胶-凝胶法制备B掺杂ZnO薄膜晶化行为及性能的影响

采用溶胶-凝胶方法制备了B掺杂ZnO(BZO)薄膜,系统研究了热解温度对薄膜的结晶行为和性能的影响. X射线衍射谱表明所有的BZO薄膜均具有六方纤锌矿结构,并沿c轴方向择优生长. 随着热解温度的升高,BZO薄膜的晶粒尺寸和RMS粗糙度增加. BZO薄膜的载流子浓度和载流子迁移率也随着热解温度的升高而增加,其可见光平均透过率均在90%以上.     

不同溶胶体系对纳米氧化锌发光特性的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备ZnO纳米粉体,研究了两种不同溶剂下制备的纳米ZnO的荧光特性。实验结果表明两种氧化锌样品有相同的晶型和能带结构,其紫外发光相似,但其带间的可见发射表现出了巨大差异,其原因在于两溶剂的极性不同导致两体系凝胶、烧结的微过程不同,从而使两种ZnO样品的表面态结构和布局发生变化。     

不同溶胶体系对纳米氧化锌发光特性的影响

采用溶胶-凝胶方法制备ZnO纳米粉体,研究了两种不同溶剂下制备的纳米ZnO的荧光特性。结果表明两种氧化锌有相同的晶型和能带结构,其紫外发光相似,但其带间的可见发射表现出了巨大差异,其原因在于两溶剂的极性不同导致两体系凝胶、烧结的微过程不同,从而使两ZnO样品的表面态结构和布局发生变化。     

高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构及室温光致发光特性

采用射频磁控溅射方法制备了Er/Yb共掺ZnO薄膜,研究了退火处理对高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构演化和光致发光(PL)特性的影响。X射线衍射分析结果表明:Er/Yb掺杂导致ZnO薄膜的晶粒细化及择优取向性消失,ZnO晶粒随退火温度的增加而逐渐长大。900℃退火时,出现Er3 、Yb3 偏析,退火温度高于1000℃时,薄膜与基体间发生了界面反应,1200℃时,ZnO完全转变为Zn2SiO4相。光致发光测量结果表明:高于900℃退火处理后,Er/Yb共掺ZnO薄膜在1540 nm附近具有明显的光致发光,发光强度在退火温度为1050℃时达到最大值;光致发光光谱呈现典型的晶体基质中Er3 离子发光光谱所具有的明锐多峰结构特征。此外,探讨了薄膜结构演化及其对光致发光光谱的影响。     

溶剂对溶胶-凝胶法制备的掺铝氧化锌透明导电薄膜性质的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备得到了高透光率,高导电性的掺铝氧化锌薄膜。研究了溶剂对薄膜晶体结构,薄膜厚度,表面形貌,光学性质和电学性质的影响,结果表明:在相同的制备条件下,薄膜的厚度随溶剂沸点的升高而降低;低沸点溶剂制备的薄膜由c轴择优取向的六角纤锌矿结构的晶体构成,且比较致密;所有薄膜可见光区的透光率在85%以上;乙二醇独甲醚为溶剂制备的薄膜电阻率最低,为3.0×1-0 4Ωm。     

氧和氩等离子辅助电子束蒸发制备高质量ZnO薄膜

采用等离子辅助电子束蒸发技术制备高纯金属锌膜，然后在氧气气氛下经高温热处理得到氧化锌的多晶薄膜。X射线衍射谱的结果表明：未经热氧化样品由金属锌和氧化锌纳米晶组成，随着热氧化温度的升高氧化锌纳米晶粒长大，形成纳米氧化锌多晶薄膜且薄膜结晶性增强；光致发光谱表明：样品均具有较强的紫外自由激子发光。由于未经热氧化样品中氧化锌纳米晶粒较小，具有较强的量子限域效应，因而经高温氧化后样品发光峰有较大红移。随着热氧化温度的进一步升高，束缚激子发射随热氧化温度升高而减弱，且发光峰位随热氧化温度升高出现蓝移；变温光致发光谱表明：紫外发光主要来自自由激子发射。     

球形ZnO的微波辅助合成及光谱研究

以Zn(NO₃)₂为原料,CO(NH₂)2为沉淀剂,加入表面活性剂甲基丙烯酸甲酯,经微波加热制备获得颗粒尺度为亚微米级的ZnO.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了制备条件对样品结构、形貌的作用;PL方法讨论了其荧光发光光谱.发现采用微波加热法获得的ZnO呈球形,尺度在100nm左右,相比较,传统高温加热获得的样品呈c轴优先取向的短棒状.讨论认为,由于微波辅助方法能够使前驱物温度梯度变化小,表面Zn²⁺,O²⁺析出均匀,因此有助于获得球形的粉末粒子.