直流磁控溅射工艺对ZnO薄膜结构影响的研究

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接带隙化合物材料,是一种很有潜力的短波长光电器件材料.当ZnO薄膜具有良好的c轴取向和晶格结构时,可得到优良的光电性能比如紫外光受激发射.本实验用XRD和SEM研究了工艺条件如基片温度、氩氧比及退火工艺对ZnO薄膜结构特性的影响.结果表明在基片温度250℃、氩氧比为1∶4的条件下,可得到结晶质量良好的ZnO薄膜;通过退火可以使薄膜应力得到驰豫,降低缺陷浓度,改善薄膜的结构特性.本实验采用直流磁控溅射的方法,最终在(100)硅衬底基片上制备出了高c轴取向、晶粒尺寸约70nm的ZnO薄膜.     

ZnO压电薄膜的制备与性能表征

采用射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、压电响应力显微镜(PFM)等仪器研究了薄膜成分,表面形貌和压电性质.结果表明:实验制备的ZnO薄膜具有很好的压电性质,c轴取向和表面粗糙度对薄膜压电特性有很大影响,高度c轴取向生长和表面粗糙度较小的ZnO薄膜表现出更好的压电性质.     

氩氧比对磁控溅射ZnO薄膜的压电响应与极化特性的影响

保持总的工作气压不变,在不同氩氧比条件下,采用射频磁控溅射法在铝电极层上制备了ZnO薄膜.用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和压电响应力显微镜(PFM)分析了ZnO薄膜的择优取向、表面形貌和压电响应,并通过垂直PFM(VPFM)和水平PFM(LPFM)相位图研究了ZnO晶粒的极化特性.结果表明,氩氧比对ZnO薄膜的晶体结构和压电特性有显著影响,其中在氩氧比1∶1的条件下制备的ZnO薄膜具有最大的VPFM振幅和最佳的极化取向一致性.     

基于CVD自组装生长氧化锌半导体纳米结构的光电导紫外探测器研究

报道了一种基于自组装生长ZnO纳米结构的光电导型紫外探测器.首先,在石英衬底上制备银叉指电极,然后溅射ZnO纳米薄膜形成一种共面光电导型金属-半导体-金属(MSM)结构,再利用低压CVD生长方法进行ZnO纳米线的原位生长,从而在器件顶部形成了ZnO纳米线垂直阵列和其上交错排列ZnO纳米线所构成的双层ZnO纳米线结构.这种器件底部的ZnO薄膜既是MSM光电导器件的电荷传输层,也同时作为上层ZnO纳米结构自组装生长的籽晶层,顶部的ZnO纳米结构层作为紫外光敏感层,测试结果表明该器件具有光响应速度快、光响应电流大和良好的紫外响应可分辨特性.研究表明,相比于单根ZnO纳米线光电导紫外器件而言,基于ZnO纳米结构膜层的光电导紫外探测器能够大幅度提高可测光响应电流.     

ZnO掺杂对PVK∶Ir(ppy)3体系发光特性的影响

以无机纳米颗粒ZnO作为电子传输材料,并以不同质量比掺杂到PVK∶ Ir(ppy)3体系作为发光层制成一系列磷光器件,器件结构为:ITO/PVK∶ Ir(ppy)3∶ ZnO(100∶ 1∶ x)/ BCP/Alq3/Al, ZnO的掺杂浓度x分别为0;,1;,2;,5;,10;,研究了它们的电致发光特性.结果表明:合适比例ZnO掺杂可以改善器件的发光特性,ZnO的最佳掺杂量为1;,此时器件的相对发光强度是未掺杂的器件的4倍,器件的启亮电压也由未掺杂时的15.5 V降到了10.5 V.当掺杂浓度较大时,电子传输过多在电极另一侧形成漏电流,没有在发光层内进行电子与空穴有效复合,没有对发光起到作用,导致器件的发光性能下降.     

铝/铁掺杂的非晶碳/铝结构的电致电阻效应研究

采用脉冲激光沉积方法在石英玻璃衬底上沉积铁掺杂的非晶碳膜(a-C:Fe),然后使用真空热蒸发设备在膜上镀铝(Al)电极层,形成Al/a-C:Fe/Al结构的器件.该器件在±5 V测试电压范围内显示出可逆电致电阻效应,具有较好的开关电压、开关比等参数,可用作电阻型随机存储器.     

氧化锌单晶生长、载流子调控与应用研究进展

氧化锌(ZnO)是一种历史悠久的材料,由于其微观结构非中心对称,最初被预测可以应用于压电和非线性光学领域,又因为它在室温下具有宽的禁带和高的激子束缚能,是一类重要的第三代宽禁带半导体材料,在半导体领域受到了广泛关注.然而,在实际应用中,ZnO在上述各个领域都遇到了一些瓶颈问题:在压电领域,原本被认为是绝缘的ZnO出现了...     

面向水声换能器的压电单晶复合材料设计研究

压电单晶复合材料具有高压电常数、高机电耦合系数和高水声优值的优点,是制备下一代高性能水声换能器的关键材料.不同类型水声换能器对压电材料的性能要求不同,如何根据器件的具体应用需求,对压电单晶复合材料的结构和性能进行设计具有重要的意义.为了能够准确选取压电单晶复合材料中压电相与聚合物相两相材料特性、体积分数、宽高比等参数,本文提出了一种将解析模型与数值模型相结合的综合设计方法.实验结果证实,该方法可以准确高效地预测1-3型压电单晶复合材料的振动模态及宏观等效性能参数,实现以器件性能为指导的压电单晶复合材料设计.     

建筑环境下基于ZnO纳米线甲醛气体检测传感器的研究

为了检测建筑物室内甲醛,用ZnO纳米线作为监测甲醛的目标物.以氯化锌(ZnCl2)和柠檬酸钠(C6 H5 Na3 O7)为原料,使用水热法合成ZnO纳米线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对制备出的ZnO纳米线的晶体结构和微观形貌进行表征.结构表征结果表明,所制备出的ZnO纳米线结晶良好、纯度较高,平均直径为(39±10)nm,其长度约为400 nm,且分散良好.将所制备的ZnO纳米线涂覆在陶瓷管上,组装成气敏元件并对其进行系统的气敏特性研究.气敏检测结果表明,基于ZnO纳米线的气体传感器对HCHO气体具有优异的气敏性能.该传感器在125℃时对50×10-6的HCHO气体获得最大灵敏度15.2,同时展现出了优良的稳定性、重现性以及选择性.     

压电晶体YbBa3(PO4)3的生长与性质表征

压电材料在振动传感器、压力传感器和超声波压电换能器等器件技术领域有着广泛应用,探索新型压电晶体材料用于特种压电传感器件的研发具有重要意义.本文利用传统的提拉法生长出具有高熔点(～1800℃)的磷酸钡镱(YbBa3(PO4)3,YbBP)新型压电晶体.X射线衍射分析表明,该晶体属于立方晶系I 43d空间群,晶胞参数为a=...