溶膠-凝膠法制備ZnO納米薄膜的摻雜研究.pdf

1、ZnO是一種Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下的禁帶寬度為3.37eV，激子激發(fā)能量為60meV。由于ZnO薄膜在諸多方面良好的發(fā)展?jié)摿?，近幾十年?lái)人們圍繞薄膜制備、材料復(fù)合、薄膜摻雜器件應(yīng)用等方面展開(kāi)了廣泛的研究。
　　 通過(guò)在薄膜中摻雜鋁元素，可以大幅提高薄膜的導(dǎo)電和透過(guò)率能，通過(guò)鎂元素的摻雜，可以提高薄膜的禁帶寬度和在紫外區(qū)域的透過(guò)率。而通過(guò)在薄膜中摻雜受主元素，可以獲得P型半導(dǎo)體薄膜，從而對(duì)于發(fā)展具有P-N結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材

2、料有重大幫助。在薄膜制備過(guò)程中摻入兩種或多種摻雜元素，可以獲得具有獨(dú)特性能的共摻雜薄膜，對(duì)于發(fā)展多功能材料和復(fù)合材料有較大意義。
　　 本文主要采用溶膠-凝膠法制備單元素和共摻雜的ZnO薄膜，并研究其光學(xué)和電學(xué)特性。主要內(nèi)容為:
　　 (1) ZnO薄膜中摻雜鋁元素，通過(guò)對(duì)比不同摻雜濃度和不同制備溫度下薄膜的透過(guò)率能和導(dǎo)電性能，討論了薄膜性能變化的原因，所制備的薄膜中，摻雜量為1.0％，煅燒溫度為500℃的薄膜表現(xiàn)出較好

3、的光電性能。薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透過(guò)率超過(guò)90％。
　　 (2)ZnO薄膜中摻雜鎂元素，摻雜濃度從1.0％提高到3.0％，薄膜透過(guò)率能變化不大，薄膜導(dǎo)電性能有所提高。薄膜中摻雜鉬元素，薄膜透過(guò)率能差距較大，薄膜有相對(duì)較好的導(dǎo)電性能。薄膜中摻雜鈉元素，薄膜在可見(jiàn)光區(qū)域透過(guò)率較高，并且在紫外區(qū)域也有較強(qiáng)的透過(guò)率。提高摻雜濃度，薄膜導(dǎo)電形式發(fā)生P型轉(zhuǎn)變。
　　 (3)采用溶膠-凝膠法制備了兩種元素共摻雜的ZnO薄膜，鈉鎂共摻雜的