超聲噴霧熱解法制備K-N共摻ZnO薄膜及其光學(xué)性能的研究.pdf

1、氧化鋅（Zinc oxide，簡稱ZnO）是禁帶寬度為3.37eV的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶n型半導(dǎo)體氧化物。在室溫條件下，ZnO的激子束縛能高達(dá)60meV，由于其優(yōu)良的光學(xué)和電學(xué)特性，ZnO在發(fā)光二極管、氣敏傳感器、太陽能電池及壓敏傳感等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。ZnO材料的結(jié)構(gòu)和光電特性對于ZnO基器件的性能將產(chǎn)生重要影響。研究表明，摻雜方法可以制備出結(jié)構(gòu)和光電性能更加優(yōu)異的ZnO材料。
　　本論文綜述了摻雜ZnO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性，討論

2、各種制備ZnO薄膜方法的優(yōu)缺點。本論文采用了成本低廉、易于操作的超聲噴霧熱解法（Ultrasonic Spray Pyrolysis，簡稱USP）制備了ZnO薄膜，并研究了不同摻雜雜質(zhì)對ZnO薄膜性質(zhì)的影響。在優(yōu)化實驗參數(shù)的基礎(chǔ)上，以乙酸鋅、氯化銨作為前驅(qū)體溶液制備了N摻雜ZnO薄膜;以Zn(CH3COO)2·2H2O、NH4Cl和KCl作為前驅(qū)體溶液制備了K-N共摻雜的ZnO薄膜。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、光

3、致發(fā)光(Photoluminescence)、熒光透射光譜(UV-VIS)等測試手段對樣品的結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。
　　實驗結(jié)果表明:襯底溫度為480℃、載氣流量為1.0L/min時N摻雜ZnO薄膜的性能最優(yōu)，其出現(xiàn)了C軸擇優(yōu)生長取向，但隨著襯底溫度進(jìn)一步升高后，其生長取向發(fā)生偏移;在K-N共摻雜ZnO薄膜中，通過改變K+摻雜濃度，可以改善ZnO薄膜的結(jié)晶質(zhì)量和光學(xué)性能。當(dāng)前驅(qū)體溶液濃度為0.025mol/L、襯底溫度為